Первые сведения о «Русалке» были получены в Свеаборгском порту поздно вечером 9 сентября от гельсингфорсского полицмейстера. Он сообщал, что на одном из островов Кремаре выбросило шлюпку с трупом военного матроса, а на острове Сандхамн нашли несколько разбитых шлюпок и деревянные обломки. Таким образом, Морское министерство России узнало о потере «Русалки» лишь 10 сентября, то есть на третий день после ее гибели.
Суд признал Лушкова виновным в том, что он, потеряв при проходе Ревельштейнского плавмаяка из виду броненосец «Русалка», пренебрегая предписанием командующего отрядом, не предпринял никаких попыток снова быть на виду у броненосца и, вместо того чтобы подождать его, продолжал путь.
Розыски места гибели «Русалки» начались 10 сентября 1893 года и велись все время, за исключением тех дней, когда из-за сильных ветров не представлялось возможным выходить в море. Поиски продолжались до 16 октября, то есть 37 дней. Работы приостановили в связи с наступившими заморозками и зимними штормами. В розысках участвовало 15 судов, отправленных из Гельсингфорса, Кронштадта и Ревеля. Поисковым судам не удалось определить место гибели броненосца, но в море были найдены и выловлены, а также доставлены жителями прибрежных мест и островов различные предметы с погибшего корабля, в том числе его спасательные шлюпки. У всех обнаруженных шлюпок уключины не были вставлены в гнезда. В шлюпке, найденной на острове Кремаре, под кормовой банкой обнаружили труп матроса. Вскрытие показало, что он умер не более трех дней назад, то есть 7 сентября. Смерть наступила в результате сильных травм головы, шеи и груди. Полагали, что, находясь в бессознательном состоянии, он захлебнулся уже после получения травм. Удалось установить, что это был матрос 2-й статьи Иван Прунский. Ему устроили торжественные похороны. За гробом погибшего шли морские офицеры, светские дамы, отряды матросов и солдат. На всем пути от госпиталя в Гельсингфорсе до русского кладбища звучала траурная музыка в исполнении оркестра.
К зиме 1893 года в Финском заливе были найдены принадлежавшие «Русалке» весла, спасательные круги, ящик для хранения линя ракетного линемета, матросские подвесные койки, белье, бескозырка с надписью на ленточке «Русалка», ящик из-под запасного компаса, две деревянные крышки от башенных горловин, детали разбитой верхней ходовой рубки и множество деревянных обломков.
Морское министерство России возобновило поиск «Русалки» в начале лета 1894 года. К этому времени оно получило немало предложений, как быстрее отыскать пропавший броненосец. Среди них имелись курьезные и даже фантастические проекты, например, вооружить тралами Балтийский флот и протралить весь залив между Ревелем и Гельсингфорсом. Был предложен способ искать «Русалку» с помощью магнитной стрелки в зимнее время, когда залив покроется льдом, мол, чем ближе к броненосцу, тем стрелка будет принимать все более вертикальное положение. Предлагалось даже производить химический анализ морской воды с помощью особой бутылки, открывающейся на морском дне. Автор этой идеи предлагал брать воду в различных местах залива и производить анализ на присутствие в ней железа, полагая, что ржавчина от броненосца разойдется в воде и даст возможность узнать место его гибели.
В июне 1894 года для поиска «Русалки» использовали воздушные шары, которые буксировала винтовая шхуна «Самоед». Однако и они не помогли. 15 августа был получен приказ прекратить поиски и убрать вехи, расставленные в заливе.
В 12 часов полудня 4 октября 1894 года на Русском рынке в Ревеле состоялась торжественная панихида по морякам, погибшим на «Русалке».
Эксперты следственной комиссии сделали вывод, что машина, котлы и водоотливные средства на броненосце находились в исправном состоянии и, исключая какие-либо побочные обстоятельства, не могли стать причиной гибели корабля.
Могла ли «Русалка» перевернуться вверх килем? По мнению эксперта, старшего судостроителя Глазырина, вода могла попасть в корабль от волн через люки в рубках, через кожух дымовой трубы, зазоры вращающихся орудийных башен, командной боевой рубки, верхних мостиков и кормовой входной рубки. «Русалка» могла перевернуться, если она из-за остановки машины повернулась бортом к ветру. При этом сильный порыв ветра и налетевшая боковая волна производили бы усиленное давление на все верхние надстройки. В этом случае корпус сильно накренился бы на один борт и зачерпнул большую массу воды, которая, попав на жилую палубу, переливалась с борта на борт, заливая трюм и машинное отделение. В этих условиях из-за чрезмерного смещения центра тяжести броненосец мог перевернуться вверх днищем и пойти ко дну. Видимо, «Русалку» залило волнами в то время, когда из-за выхода из строя машины или повреждения руля она потеряла управление. Не исключалась вероятность, что броненосец ударился о подводный камень при входе в шхеры. Получив пробоину, корабль по инерции шел вперед и на глубине затонул…
Предположение о взрыве котла или боезапаса эксперты считали неверным, так как все выброшенные предметы находились на верхней палубе и были смыты волнами. Если бы произошел взрыв, то были бы найдены предметы из внутренних помещений корабля.
Итак, причиной гибели броненосца, по мнению комиссии, была потеря управления. Вероятнее всего — из-за залитых топок и сильной палубной течи.
Комиссия решила, что броненосец, находившийся в беспомощном состоянии, все сильнее заливало водой. Помпы не помогали. Оставаться на верхней палубе без явного риска быть смытым за борт или убитым обломками было невозможно. Все люди находились внизу. Тем же объяснялось и отсутствие трупов. У несчастных оставалась единственная надежда — прежде чем затонуть, корабль надрейфует на какой-нибудь берег. Попытки к спасению заключались лишь в том, что, предвидя потерю управления, командир приказал обрубить шлюпочные найтовы и заложить подъемные тали на места. Этим объяснялось то, что шлюпки могли быть выброшены на берег. Даже командир и другие офицеры, бывшие на мостике, заключила комиссия, должны были бы укрыться в жилой палубе.
Против этого довода комиссии решительно возразил на суде член-обвинитель контр-адмирал Скрыдлов: «Как русский человек и как русский адмирал не могу даже допустить такой мысли. Неужели можно предположить, что командир, видя свое бессилие сопротивляться разрушительному действию волн, приказал нижним чинам уйти вниз? Затем отдал такое же приказание вахтенному начальнику? И вслед за ними по отвесному трапу спустился сам? В команду? К тем людям, которые видели в нем своего единственного спасителя?! Нет. Я представляю это так: понимая, сколь напрасен риск людьми в этой ситуации, командир приказал уйти им вниз. Но я твердо убежден, что предварительно он распорядился, чтобы его и вахтенного начальника крепко привязали к чему-нибудь на верхней палубе. И в этом положении погиб. Согласившись с этим, господа судьи, вы снимете тяжкое обвинение с погибших на „Русалке“».
Что же касается места гибели броненосца, комиссия пришла к выводу, что «Русалка» погибла около 16 часов пополудни 7 сентября несколько юго-западнее маяка Эрансгрунд.
После предварительного следствия по указанию Александра III был назначен суд. В его состав вошли двое морских судей и четверо «временных членов» в ранге вице-адмирала и контр-адмирала, среди них начальник Главного управления кораблестроения и старший флагман Балтийского флота. Председателем назначили члена Главного военно-морского суда вице-адмирала Пилкина. 14 февраля 1894 года суд объявил приговор в окончательной форме: «Контр-адмиралу Павлу Степановичу Бурачеку, 56 лет от роду, за недостаточную осторожность в выборе погоды для отправления броненосца „Русалка“ и лодки „Туча“ в море, противозаконное бездействие власти и слабый надзор за подчиненными объявить выговор в приказе, а командира лодки „Туча“ капитана 2-го ранга Николая Михайловича Лушкова, 39 лет от роду, за неисполнение приказаний по небрежности и за противозаконное бездействие отрешить от должности…» Александр III утвердил приговор 28 февраля 1894 года.