东陵盗墓之后，又经《中央日报》大篇幅报道，举国震惊，全国一片声讨声，毕竟皇家陵墓非同一般，且与民国政府签有协议，孙殿英之名一下举国皆知。满清皇族遗老大为震惊，居住在天津日租界张园的溥仪大怒，向蒋介石发出严惩肇事者的信函，蒋介石也很快回复：“呈文具悉，通饬所属，一体严密缉拿，务获究办，毋稍宽纵”。继而，向北京发出手令。8月8日派检验吏俞源前往东陵检验乾隆和慈禧棺木。同时，阎锡山也电令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。作为河北省主席，商震对此事也十分恼火，他又限令遵化县府严缉盗墓正犯，依法惩办。
但尽管举国震惊，国民党要员们纷纷行动，但官方当时却对究竟是不是孙殿英所为有些含糊其辞，而是用“直奉联军某部”、“逆军残部”、“某方残军”等词替代。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，见到处都是被挖掘的痕迹，而在裕陵墓道捡到铁尖锄一把，这种尖锄系工程兵所特有，不是普通百姓所用之物。又在马兰峪街发现孙殿英部于6月贴出的告示，还有旅长韩大保于7月7日贴出的告示。而附近民众都说，听到两陵方向传来的爆炸声，而且经常有孙殿英部队的到街上购买木材、燃料等，这些官兵人人腿脚都沾有地宫灰泥；此外，附近民众也于7月9日、10日两天看见孙军长夜间乘汽车自马伸桥至马兰峪。
而就在国民党大元到东陵调查的时候，主犯之一的谭温江虽然已经被收押，但孙殿英在一开始还不以为然，甚至还以十二军军长的身份向第六军团总指挥徐源泉递交呈文，为盗陵的要犯谭温江等人辩护，在报告中列举了谭与盗陵案绝无关系的种种理由。但渐渐地感到，此事已经非同小可，蒋介石、阎锡山等人都十分恼怒，如果蒋介石等人真的要追究，那么孙殿英就必死无疑，直到这时孙殿英才有些慌张。徐源泉见孙殿英胆战心惊的样子，也只好给他指点迷津：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。孙殿英茅塞顿，于是从东陵珍宝中挑选一批珍贵之物分送国民党几位要员。
其中从乾隆墓中所得的一柄九龙宝剑，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；慈禧嘴里含那一颗夜明珠最为珍贵，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；另外将价值50万银元的黄金送给了阎锡山。
就在孙殿英与国民党要人分赃的时候，在天津，溥仪已在张园设灵祭奠，并电召北京皇室宗亲以及清室遗臣速来津商讨善后事宜。随后，一连两天两夜，这些满清皇族们商议该如何处理此事，最后决定派宝瑞臣、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，无奈，只好先到普陀峪定东陵复葬慈禧。直到8月31日，乾隆墓内水被排干之后才重新聚敛乾隆等人的遗骨后重新安葬。
但此时，谭温江竟然已经被保释出狱，其他各要犯也都相继逃出北京城，当时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。阎锡山于是命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。迫于社会压力，阎锡山只好又将谭温江重新收押。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。
但东陵盗案于1928年12月中旬由军事法庭开庭调查后，但雷声大雨点小，除了谭温江等少数几个人被收押外，其他主犯皆逍遥法外，法庭一直处在所谓的调查期。直至次年4月20日方开庭预审，至6月8日终审。而在预审中，主犯谭温江态度十分强硬，拒不承认盗掘一事，而举国皆知的主谋孙殿英在将珍宝分别送出后更是对法庭嗤之以鼻。不久，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。
此后，这一上报就是几个月，而孙殿英此时早已率军离开，在陇海线线上驻延关、南口一带。后来，谭温江还是被悄悄释放。
后来，当回忆起东陵盗案的时候，孙殿英竟然还是阵阵有此，说：“满清杀了我祖宗三代，不得不报仇革命。孙中山有同盟会、国民党，革了满清的命；冯焕章（冯玉祥）用枪杆子去逼宫，把末代皇帝溥仪及其皇族赶出了皇宫。我孙殿英枪杆子没得几条，只有革死人的命。不管他人说什么盗墓不盗墓，我对得起祖宗，对得起大汉同胞！”进而无耻地给自己贴上了民族英雄的标签：“我发掘满清东陵，有3个好处，第一，满清入关之时，大兴文狱，网杀士人，象吕留良，戴名世这样的人，都被开馆戮尸，我虽不才，亦知道佛经有言，以彼之道还施彼身。第二，满清统治三百年了，搜刮的财帛不知多少，今天我发陵，是为通天下财货，收运转之利，丰藏国库。”
一个盗墓小丑，一个恶贯满盈的土匪，就这样反而成了英雄。