20 декабря 2011 года в Свободненский межрайонный следственный отдел следственного управления СК России по Амурской области поступило сообщение о безвестном исчезновении 12-летнего Олега Ерофеева и 10-летнего Александра Соломовского, которые накануне вечером ушли из дома и не вернулись. По данному факту было возбуждено уголовное дело по признакам преступления, предусмотренного п.п. «а», «в» ч. 2 ст. 105 УК РФ (убийство двух лиц, малолетнего). 5 января 2012 года уголовное дело было передано для расследования в отдел по расследованию особо важных дел следственного управления.
В ходе поисковых мероприятий, тела мальчиков были обнаружены 3 февраля 2012 года в секции подземного септика, расположенного под хлораторной на пересечении улиц Михайло-Чесноковской и Кооперативной города Свободного. Согласно заключениям судебно-медицинской экспертизы, смерть детей наступила от механической асфиксии в результате закрытия просвета дыхательных путей водой при утоплении.
При проведении предварительного следствия следственно-оперативной группой было проведено значительное количество необходимых следственных действий и оперативно-розыскных мероприятий, в том числе осмотры жилищ Ерофеева и Соломовского, осмотры участков местностей и помещений, расположенных на территории города Свободного, выемки, обыски в различных организациях города и ряда лиц, проживающих в этом городе, произведены допросы близких родственников, друзей, соседей и знакомых погибших детей, а также других жителей Свободного, проведены проверки показаний на месте лиц, чьи показания имели значение для уголовного дела. На одном из домов, расположенных по улице Михайло-Чесноковской, имелась видеокамера, фиксирующая хлораторную, вблизи которой в последний раз видели пропавших. В ходе обыска видерегистратор указанной камеры был изъят, видеозапись подвергнута компьютерно-технической и видеотехнической экспертизам.
На основании собранных доказательств по уголовному делу следствием установлено, что 19 декабря 2011 года в период времени с 17 часов до 17 часов 20 минут Соломовский и Ерофеев находились возле вышеназванной хлораторной у оврага, где играли и били стеклянные бутылки. По показаниям одного из друзей погибших, они часто играли в этом месте и прыгали с крыши хлораторной в ров в том месте, где находилось отверстие септика. В период с 17 часов 10 минут до 17 часов 20 минут дети упали в ров, на дне которого располагалось отверстие в секцию септика, предназначенного для очистки сточных вод. Отверстие септика было покрыто слоем снега и инея, скрыто сухой травой, имело достаточные размеры для падения в секцию септика как одного малолетнего ребенка, так и двух одновременно. Секция септика не содержала каких-либо лестниц и других приспособлений для спуска в него и подъема на поверхность, имела глубину около 5 метров, а также был заполнена сточными водами более 3 метров. При извлечении тел погибших каких-либо телесных повреждений, свидетельствующих о возможном криминальном характере их смерти, у детей обнаружено не было.
На основании изучения собранных доказательств следствие пришло к выводу, что в отношении Олега Ерофеева и Александра Соломовского действий, направленных на их убийство, не совершалось, никто не пытался умышленно лишить их жизни и не похищал, смерть детей наступила в результате несчастного случая.