Убить должны были Карло, но чтобы убрать свидетеля, убили и брата Нелло. Об этом рассказал спустя шесть месяцев один из убийц, 20-летний Бувье, когда спьяну сболтнул об этом в ресторане. Полиция арестовала его и стала допрашивать. Через несколько часов допроса он сознался. Убийство организовал Андре Тенай. Как и Бувье, он был в полиции на учете и входил в группу «Подпольный комитет революционного действия» — движения националистов правого толка, экстремистов, французских фашистов. Их во Франции называли «Кагуль». Стрелял Тенай, Бувье лишь помог перетащить трупы и бросить в ров.

Кто заказал и оплатил убийство? Арестованные назвали два имени, но дальше расследование не пошло. Почему стреляли в Росселли? Кто поддерживал контакты с итальянскими фашистами? Правда открылась только в 1944 году.

В среде политических эмигрантов, переселившихся из Италии во Францию, секретная полиция OVRA подыскивала агентов. В 1935 году выбор пал на молодого человека, который стал посещать мероприятия политических эмигрантов. Он назвался Джузеппе Занатта и сказал, что дезертировал со службы на судне в Абиссинии, не желая воевать. Он обратился к Карло Росселли с просьбой помочь ему деньгами. Но через несколько дней он пришел на квартиру Росселли подавленным, с покаянием, сказав, что ему один ссыльный предложил 15 тысяч лир за убийство Карло, снабдив его пистолетом, но он выбросил пистолет в Сену. Карло не поверил. Попросил Занатта прийти на следующий день и рассказать все в присутствии Джузеппе ди Витторио. Молодой человек не смог повторить все в точности, стал путаться в деталях. Росселли расстегнул его пиджак, а под ним был пистолет, который он якобы выбросил в реку. Занатта сквозь слезы сознался, что был агентом OVRA, посланным с заданием убить Росселли. Работник итальянского посольства посоветовал ему назваться дезертиром.

В Париже стало известно, что Муссолини намеревается убить Карло Росселли.

В 1944 году, затри месяца до освобождения Рима, в Верховном комиссариате по расследованию преступлений фашизма стали собирать документы о деятельности Службы военной разведки. Когда следователь Итало Робино допрашивал полковника Аме (он был последним, кто занимал пост главы контрразведки), стали проясняться подробности убийства братьев Росселли. Аме обвинил полковника карабинеров Санте Эмануэле. 15 сентября Эмануэле арестовали в его доме. На первом допросе он дал подробные показания.

Он рассказал, что однажды его вызвал генерал Паоло Анжой, глава военной разведки, и приказал устранить Карло Росселли. Приказ шел от министра иностранных дел Галеаццо Чано, зятя Муссолини.