Следственное дело по поводу убийства царевича Дмитрия изучалось не единожды и многими. Неоднократно указывалось и на спорные моменты в деле, начиная от внешнего вида и состава документов (подчистки, помарки, подписи на обороте листов, отсутствие в деле такого важного документа, как описание тела убитого царевича) и заканчивая содержанием. Свидетели по-разному говорят о самой смерти царевича: Андрей Нагой утверждает, что его «убили», патриарх Иов – сто «не стало Божьим судом», а слуги – «убили», а кто – «не ведают». Не совсем благополучно обстояло дело и с телом убитого царевича – мало кто его видел, слишком быстро перенесли тело в собор и собор закрыли (С. Д. Шереметев говорит о преднамеренности этого поступка со стороны родственников царевича). Участник следственной комиссии Андрей Луп-Клешнин «затрепетал, оцепенев, стоял неподвижно, обливаясь слезами» (К. Н. Бестужев-Рюмин посоветовал С. Д. Шереметеву убрать это «ненаучное» свидетельство), увидев, по мнению исследователя, подлог одного ребенка другим… Вскоре после этого, указывает С. Д. Шереметев, окольничий удаляется в Пафнутьев Боровский монастырь, а незадолго до смерти принимает схиму с обетом молчания.

Давно известны были исследователям воспоминания иноземцев – очевидцев событий. Скептически относились некоторые из них к заявлению Жака Маржерета об убийстве «подложного принца»: «Как считают, мать и некоторые другие вельможи, зная об опасности, которой младенец мог подвергнуться, изыскали средство подменить его и подставить другого на его место». С. Д. Шереметев по-новому посмотрел и на сообщение Джерома Горсея о его встрече с Афанасием Нагим в ночь после убийства: «…Царь и Совет отослали меня на время в Ярославль… Однажды ночью я получил свою душу Богу, думая, что мой час пробил. Кто-то застучал в мои ворота в полночь. Вооружившись пистолетами и другим оружием,… я и мои пятнадцать слуг подошли к воротам… „Добрый друг мой, благородный Джером, мне нужно говорить с тобой“. Я увидел Афанасия Нагого… „Царевич Дмитрий мертв, дьяки зарезали его около 6 часов, один из слуг признался на пытке, что его послал Борис, царица отравлена и при смерти, у нее вылезают волосы, ногти, слезает кожа. Именем Христа заклинаю тебя, помоги мне, дай мне какое-нибудь средство! Увы! У меня нет ничего действенного“. Я не отважился открыть ворота, вбежал в дом, схватил банку в чистым прованским маслом и коробку венецианского порошка… я отдал все через забор, и он ускакал прочь». Связав этот факт с фактом отсутствия в следственном деле показаний Афанасия Нагого, С. Д. Шереметев сделал вывод, что родственника царицы Марии в день снятия показаний действительно не было в Угличе.