在全国声势浩大的声讨声中，国民政府不得不摆出一副整饬军纪、维护公理、严惩主犯的阵势。蒋介石宣称：呈文具悉，通饬所属，一体严密缉拿，务获究办，毋稍宽纵。遵蒋介石手令，北平地方法院于8月8日派检验吏俞源前往东陵检验乾隆和慈禧棺木。阎锡山电河北省主席商震派兵保护东陵，警备司令张荫梧派兵保护西陵，商震又限令遵化县府严缉盗墓正犯，依法惩办。国民党要员们如此“轰动”了一番，但在谁是盗陵主犯上却含糊其辞，有时称之为“直奉联军某部”，有时称之为“逆军残部”，或“某方残军”。8月10日，以国民政府委员刘人瑞为首的调查人员，前往东陵开始调查。
刘人瑞一行到东陵后，沿途见陵墓被盗的遗痕，他们在裕陵墓道捡到铁尖锄一把，这种尖锄系工程兵所特有，非农民之物。又在马兰峪街发现孙殿英于6月的告示、旅长韩大保于7月7日的告示各一张。了解附近居民陵户，皆谓听到两陵方向传来的爆炸声。不时有军人到街上购燃料，人人腿脚都沾有地宫灰泥。又有人禀报，正值盗墓的7月9日、10日两天，见到孙军长夜间乘汽车自马伸桥至马兰峪。
然而，就在政府大员调查之时，孙殿英却坦然自若，竟以十二军军长和案情以外的“第三者”身份，向第六军团总指挥徐源泉递交呈文，为盗陵的要犯、第八师师长谭温江辩护，罗列谭与盗陵案绝无关系的种种理由。徐源泉看了孙的呈文，叫人捎信给孙，给孙指点迷津：你孙殿英这次办事太过莽撞，冒天下之大不韪，各方已经大哗，我也难以一手遮天，进行庇荫。可是有关关键人物你们都要设法疏通，行与不行，看你们的手段。你们这回掳获不少，外人传说有几万万，舍不得孩子套不住狼，要想把风浪平息下来，你们要下大本钱。甚至各军团长、各军长门前也要设法打点，只要他们不群起而攻之，民众方面是可以压服的。孙殿英心领神会，连忙从东陵赃物中挑选一批珍贵的，其中一柄九龙宝剑，剑面上嵌有九条金龙，剑柄上嵌有宝石，孙托戴笠送给了蒋介石;另一柄宝剑托戴笠送给了何应钦。乾隆颈项上的一串朝珠，有108颗，据说是代表十八罗汉，是无价之宝，那最大的朱红色的两颗，孙在天津时送给了戴笠;慈禧的枕头是一个翡翠西瓜，孙托戴笠送给了宋子文;慈禧嘴里含的一颗夜明珠最为珍贵，开是两块，合拢是一个圆球，分开透明无光，合拢则透出一道绿色的寒光，夜间在百步之内可照见头发，孙将这件宝物也托戴笠送给了宋美龄。孔祥熙和宋霭龄见后十分眼红，孙便又挑选了两串朝鞋上的宝石送去，才算了事。并将价值50万元的黄金送给了阎锡山。
东陵被盗一个多月，一直处于无人管理的状态。国民政府方面虽派过大员勘查，却无善后办法。寓居天津张园的末代皇帝溥仪闻讯后痛哭，即在张园设灵祭奠，并电召北京皇室宗亲以及清室遗臣速来津商讨善后事宜。一连两天两夜召开的“御前会议”，决定派宝瑞臣、耆寿民、陈诒重等人前往东陵勘查，办理一切善后事宜。8月18日，宝瑞臣等70余人乘车驰赴东陵。到东陵后，首先对乾隆、慈禧二陵及其他陵进行勘查，然后着手帝后的复葬。原打算按乾隆、慈禧长幼辈序，先重葬乾隆，再葬慈禧。但因当时乾隆的裕陵地宫积水很深，需排干水后才能复葬，故先到普陀峪定东陵复葬慈禧。当然，在这些清室遗臣们面前呈现的是一幅惨不忍睹的景况。直到8月31日，乾隆遗骨才被复葬。
自东陵被盗后，清室遗臣多次到卫戍司令部要求严惩盗陵凶犯，但要犯谭温江却被保释出狱，其他盗陵人犯又多逃出北平。各界人士纷纷电请政府，要求从速秉公处理，北平总商会请求组织特别法庭审判此案。不得已，阎锡山电令卫戍司令部从速组织军事法庭，军事法庭由商震上将任审判长。迫于舆论，陆军监狱马上将保释在外的谭温江重新收押，听候审判。与此同时，第六集团军总指挥徐源泉也将谭温江以前呈报所谓马兰峪剿匪所得的东陵珍宝加封保存，移送卫戍司令部，并向外界表示对部下决不宽贷。东陵盗案于1928年12月中旬由军事法庭开庭调查，此后即归于沉寂。直至次年4月20日方开庭预审，至6月8日终审。预审中，主犯谭温江拒不承认盗掘一事，而主谋孙殿英更是逍遥法外，他被国民政府任命为新编独立第二旅旅长，并协同任应岐讨伐张宗昌。6月15日，军事法庭决定拟出审判书呈报中央，将谭温江等嫌疑犯在押，故久悬未决的东陵盗案 结束。
军事法庭上报几个月过去了，因案情盘根错节，难以判决。这时孙殿英已率领军队到陇海线上与阎锡山、冯玉祥取得联系，又在嵩山附近民军中收抚了两万多人，深得阎、冯的器重。经孙殿英与阎锡山交涉，谭温江亦被释放。以后孙殿英不断加官进禄，提任安徽省主席、暂编第五军军长。在抗日战争时期，他和庞炳勋投敌组织新五军。日本投降后，他又成为“曲线救国”的“忠臣”，被委派为先遣军总司令，与人民解放军为敌。在人民解放军解放河南汤阴的战役中，这个20多年来一直逍遥法外的盗陵主犯，终于被解放军生擒，后死于战犯收留所中。
