Для следствия по его делу в феврале 1735 года была назначена комиссия во главе с генерал-лейтенантом А. П. Волынским, но фактически ее руководителем была Анна Иоанновна. В день создания комиссии она, проведав о приезде в столицу супруги обвиняемого, «изустно» велела Волынскому допросить ее, полагая, что она прибыла издалека неспроста: «знатно на кого в надежде и по какой-нибудь корреспонденции». Императрица сама составила вопросы, которые ей следовало задать: кого она навестила, к кому обращалась с просьбами, кому и сколько предложила вещей и денег, наконец, какую сумму привезла с собой82.
Интерес к приезду супруги Жолобова не оказался праздным. Следствие установило, что она пыталась вручить взятки сенатскому обер-секретарю и секретарю Сибирского приказа по 100 рублей каждому, но те убоялись их принять.
Следствие настолько увлекло императрицу, что она едва не ежедневно давала указания Волынскому: то она «изустно» велела ему отобрать у зятя Жолобова гвардии-поручика Федора Мещерского «письма, какие есть в доме», то составить опись имущества, принадлежавшего подследственному, то велела, опять же «изустно», выдать бывшему вице-губернатору бумагу и чернила, чтобы тот написал, «какие за губернатором Плещеевым ведает взятки и упущения интересу и у чего сколько и за какие взятки упущено, показал бы о том, написав своею рукою имянно».
Императрица проявила дотошность следователя, «изустно» повелев доставить описанные пожитки Жолобова из Москвы в Петербург «для того, что там на многие вещи положена цена самая малая». Кроме того, она поручила выяснить, у кого сколько имущества Жолобова находится на хранении.
Анна Иоанновна обещала Жолобову «милосердное прощение» за чистосердечное признание своей вины, но алчный вельможа настаивал на скромных размерах украденных денег, хотя комиссия установила более значительную сумму в 32 176 рублей 92 копейки. Более того, Жолобов утверждал, что он, отправляя должность иркутского вице-губернатора, принес казне до 300 тысяч рублей прибыли. Однако комиссия установила, что никакой прибыли «не явилось, и то он, Жолобов, затеял зря». Императрица согласилась с мнением комиссии и на ее доношении подписала подготовленную реляцию: «Жолобов, отбывая следствие, шутовски все то затеял, ибо и кроме прочих его корыстных плутовских дел, взятков и преслушания указов наших является не только что прибылей его нет, но еще упущения и некоторые недоборы в казенных наших доходах против прежних доходов».
1 июля 1735 года Анна Иоанновна «изустно» указала завершить следствие в июле текущего года, «изустно» же велела Волынскому «из Рязанской Жолобова деревни тунгузской породы двух девок взять ко двору ее императорского величества», а третью оставить супруге Жолобова.
Жолобов