Уголовный процесс в окружном суде начинался со стадии так называемого предварительного следствия, для производства которого уставы ввели особый институт судебных следователей. Судебный следователь уведомлялся о состоявшемся преступлении полицией в течение суток с момента его обнаружения. Полиция одновременно уведомляла и прокурора об этом. До начала предварительного следствия полиция проводила дознание, основной целью которого было окончательное удостоверение о событиях преступления. Кроме того, полиция принимала меры к задержанию преступника.

Другим способом начала следствия была жалоба частного лица, которая приносилась либо полиции, либо непосредственно судебному следователю. Следователь по собственной инициативе мог возбудить дело, равно такое право предоставлялось и прокурору (ст. 297 Уст. уг. суд.).

Предварительное следствие начиналось с осмотра и освидетельствования места совершения преступления, потерпевшего и обвиняемого. В этом необходимую помощь следователю оказывали полиция, а также сведущие люди (эксперты), которых следователь вызывал по необходимости повесткой. К делу мог быть привлечен врач. В ходе следствия производились обыски и выемки с целью приискания должных улик и вещественных доказательств. Хранение последних до суда возлагалось на следователя. Следователь осуществлял привод или призыв обвиняемого, а равно и его допрос. Закон подробно регулировал правила допроса свидетелей, привлекаемых по делу. Устав уголовного судопроизводства знал такое процессуальное действо, как опрос окольных людей, что напоминало повальный обыск московского процесса. В ходе этого опроса собирались сведения о занятиях, связях и образе жизни обвиняемого «или если последний в показаниях своих по этим предметам сошлется на местных жителей» (ст. 454 Уст. уг. суд.). Важно указать, что в российском процессе с 1864 г. возобладала презумпция невиновности обвиняемого, в связи с чем на следователя возлагалась обязанность «с полным беспристрастием приводить в известность как обстоятельства, уличающие обвиняемого, так и обстоятельства, его оправдывающие» (ст. 265 Уст. уг. суд.).

По окончании следствия материалы его представлялись обвиняемому. После ознакомления последнего с материалами дела и разбора его заявлений дело пересылалось прокурору (ст. 478 Уст. уг. суд.). Прокурор, получивший материалы предварительного следствия, исследовал их на предмет подведомственности дела ему или вышестоящей прокурорской власти, законности проведения следствия, придания обвиняемого суду, приостановления дела или прекращения дела за отсутствием состава преступления. В случае неполноты следствия дело могло быть направлено на доследование. Необходимо отметить, что сроки следствия законом ограничены не были. В случае вынесения прокурором решения о придании обвиняемого суду (в течение недели) он составлял обвинительный акт и предъявлял его вместе с материалами дела в окружной суд (ст. 520 Уст. уг. суд.). Даже в случае решения прокурора о прекращении дела за отсутствием состава преступления оно все равно направлялось в суд, так как только он правомочен был выносить окончательное решение (ст. ст. 522 и 523 Уст. уг. суд.).