嘉庆皇帝看了验尸报告后,再次震怒,立即成立专案组:军机大臣仪亲王爱新觉罗·永璇坐镇督察该案,并由刑部、吏部、礼部、都察院一起负责查处、办理有关涉案事宜。同时,嘉庆皇帝还下令要求两江总督铁保及江苏巡抚汪日章尽快将案子调查清楚,并将涉案人犯缉拿归案一并押解到北京候审。
即墨文史资料专家于保业认为:李毓昌案的突破口在于仆人马连升在北京被抓。王伸汉本来推荐他去宝应县署内工作,但是没有被重用。心灰意冷的马连升返回聊城老家,但是因为贫困难以度日,马连升又跑到北京去谋生,恰好被刑部缉拿归案。胆小的马连升在严刑酷罚面前并没有撑太久,只能向刑部招供。
随后,李毓昌的另外两个仆人李祥、顾祥也被顺利缉拿归案。淮安知府王毂、山阳知县王伸汉也被铁保立即解职,并押送回北京。由于两拨人到北京的时间相仿,嘉庆皇帝为了避免双方串供,特意下旨“不得令该犯等见面”。
待所有犯人带到后,军机大臣连同刑部一起连日审讯。虽然涉案人员在审讯开始阶段一致咬定李毓昌是上吊自杀,但是在人证物证确凿的情况下,王伸汉等人也无力反驳,最终交代了毒害李毓昌的经过。
陕西人王伸汉,以捐银两的方式谋得知县一职,嘉庆十三年五月调任山阳县。恰好遇上黄河水灾,朝廷向地方发放二十万两赈灾银,其中山阳县发放九万两。王伸汉便虚报受灾人数,冒名领取了多达两万三千两。
李毓昌在查赈期间,刚好发现了这个惊天秘密。王伸汉做贼心虚,希望用金钱收买李毓昌:“兄弟,我们同朝为官,何苦为难自己人,我这里有万两白银分与兄弟,希望您可以笑纳。”但是这被李毓昌严词拒绝:“我不是不想得到实惠,而是不忍心和垂死的饥民争夺食粮,朝廷有处置查赈的章程法律,我们岂敢违抗。”