Александр Шредель поручил своему помощнику, подполковнику Павлу Иванову разобраться с возможной причастностью к убийству Веры Владимировны Чеберяк (Чеберяковой), жены мелкого почтово-телеграфного чиновника Василия Чеберяка и сводной сестры профессионального вора Петра Сингаевского. Полиции Чеберяк была хорошо известна как держательница воровского притона и скупщица краденых вещей; в преступном мире её называли Чеберячка или Верка-чиновница. Накануне убийства, 10 марта 1911 года, были арестованы и доставлены в сыскное отделение четыре профессиональных вора, опознанные как постоянные посетители притона Чеберяк; затем в квартире Чеберяк был произведён обыск, в результате которого нашли два револьвера и патроны. Приходько ранее были соседями Чеберяков, и Андрей Ющинский продолжал поддерживать дружбу с их сыном Женей, своим сверстником. Женя в разговоре со студентом Голубевым поначалу заявил, что Андрей приходил к нему утром 12 марта и они вместе ходили играть в расположенной неподалёку усадьбе Бернера; но затем на допросах он стал от этого отпираться и утверждать, что в последний раз видел Андрея лишь дней за десять до убийства. Но после ареста матери Женя вновь вернулся к прежним показаниям. Он признался следователю по особо важным делам Киевского окружного суда Василию Фененко, что Андрей заходил к нему за порохом для самодельного ружья. Фонарщик Казимир Шаховский показал, что утром 12 марта видел Андрея вместе с Женей у дома Чеберяков, причём Андрей был без книг и пальто, а оставить их он мог только у Чеберяков, и держал в руках баночку с порохом. Полицией был зафиксирован слух, что в утро, когда произошло убийство, Андрей в присутствии третьего мальчика во время игры поссорился с Женей; при этом Женя пригрозил сообщить его матери, что Андрей прогулял занятия, а Андрей в ответ – заявить полиции, что мать Жени принимает краденые вещи. Женя будто бы немедленно сообщил матери об угрозе, и это и послужило причиной убийства. Впоследствии материалы по Чеберяк были уничтожены следствием, но по ряду признаков можно предположить, что к июню следователи уже не сомневались, что Чеберяк является одной из убийц, хотя и не понимали мотивов преступления. Одна из версий предполагала, что воры сымитировали ритуальное убийство, чтобы спровоцировать еврейский погром в Киеве, во время которого можно было бы практически безнаказанно поживиться чужой собственностью. 9 июня Чеберяк была арестована жандармским управлением. Брандорф рассказывал, что выдал ордер на арест втайне от Чаплинского. 13 июля Чеберяк была освобождена по распоряжению последнего. 22 июля она была одновременно с Бейлисом арестована вновь и 7 августа освобождена.

Первое, что она сделала после освобождения, – приехала в больницу, где в окружении сыщиков лежал тяжелобольной Женя, и на извозчике перевезла умирающего ребёнка домой. 8 августа Женя умер, через неделю умерла его сестра Валентина. Донесения сыщиков, находившихся в комнате в момент смерти, так описывают последние минуты Жени: в бреду он постоянно повторял: «Андрюша, Андрюша, не кричи! Андрюша, Андрюша, стреляй!» Мать постоянно держала его на руках и, когда он приходил в себя, просила: «Скажи им (агентам), что я по этому делу ничего не знаю», на что Женя отвечал: «Мама, не говори мне про это, мне очень больно». Чеберяк и черносотенцы обвиняли в отравлении детей евреев и сыщиков, которые угощали Женю пирожными, в то время как защитники Бейлиса обвиняли Чеберяк. Вскрытие, в котором принимал участие Туфанов, констатировало наличие в кишечнике дизентерийной палочки и не обнаружило никаких ядов, кроме висмута, которым Женю лечили в больнице от дизентерии. Соседи полагали, что дети заболели из-за того, что после ареста матери с голоду объедались незрелыми грушами. Во всяком случае, Красовский отмечает, что мать пренебрегала больными детьми, забрала из больницы Женю в очень тяжёлом состоянии, вопреки его настояниям, не отправляла девочек – Валю и Люду, также болевшую, но выжившую – в больницу и явно стремилась к тому, чтобы дети умерли.

14 сентября был арестован вор из шайки Чеберяк Борис Рудзинский и тотчас допрошен жандармским подполковником Ивановым по делу Ющинского.

10 ноября Зинаида Малицкая, сиделица винной лавки, располагавшейся прямо под квартирой Чеберяков, заявила Фененко, что 12 марта она услышала из квартиры Чеберяк необычный шум, заставивший её насторожиться. Дверь в квартиру Веры Чеберяк хлопнула, и около двери остановились какие-то люди. Как только дверь захлопнулась, Малицкая услышала лёгкие детские и быстрые шаги от входной двери по направлению к соседней комнате: по-видимому, туда убегал ребёнок. Затем раздались быстрые шаги взрослых людей в том же направлении, затем долетел детский плач, затем писк и, наконец, началась какая-то возня. Детей Чеберяк дома не было, да и голос ребёнка не был похож на голос детей Чеберяк. «Я и тогда подумала, что в квартире Чеберяк происходит что-то необычное и что-то очень странное… Слышав в то утро в квартире Чеберяк детский плач, мне ясно было, что ребёнка схватили и что-то с ним сделали».

Фененко узнал, что Чеберяк в связи с арестом Рудзинского очень боится, что следствию станет известно, кто такие Ванька-рыжий и Колька-матросик. Иванов сообщил ему, что это клички двух воров из шайки Чеберяк: Ивана Латышева и Николая Мандзелевского. Латышев находился под стражей, Фененко тотчас допросил его относительно убийства Ющинского и встретил решительный отпор: «На вопросы, бывал ли я у Чеберяковой, я отвечать не желаю, прежде чем вы мне не скажете, в чём вы меня обвиняете, и хотя вы, следователь, мне говорите, что меня ни в чём не обвиняете, я все-таки на вопросы отвечать не желаю». Фененко решил, что Латышев причастен к убийству Ющинского.

22 июля 1911 года по подозрению в убийстве Ющинского был арестован 37-летний Менахем Мендель Бейлис, служивший приказчиком кирпичного завода Зайцева. Он был сыном глубоко религиозного хасида, но сам к иудаизму был равнодушен, не соблюдал большинства обрядов и работал по субботам. Лидер организации «Двуглавый орёл» студент В.С. Голубев, по словам Брандорфа, «первым изобрёл виновность Бейлиса». Голубев сначала устно заявил Чаплинскому, а потом на допросах 5 и 6 мая показал Фененко под протокол, что вблизи пещеры расположена «усадьба некоего жида Зайцева», в которой проживает «его управляющий, какой-то еврейчик Мендель… Лично моё мнение, что убийство, скорей всего, совершено или здесь, или в еврейской больнице. Доказательств, конечно, этому я представить не могу». Казимир Шаховский, который на первом допросе показал то, что видел 12 марта Андрюшу вместе с Женей у дома Чеберяк, теперь говорил, что с Чеберяк был дружен Бейлис. 20 июля в присутствии Чаплинского он заявил, что прежде «забыл упомянуть об очень важном обстоятельстве», что через несколько дней он спросил Женю, как они погуляли с Андрюшей, и Женя ответил, что им не удалось погулять, так