Схема, которую расследовал Магнитский, выглядела следующим образом. В мае 2007 года управление «К» СЭБ ФСБ под руководством Виктора Воронина провело проверку в отношении руководителя ООО «Камея» и сотрудника фонда Hermitage Capital Ивана Черкасова. Оперуполномоченный аппарата прикомандированных сотрудников ФСБ Алексей Кувалдин подал рапорт об обнаружении признаков неуплаты налогов главе управления «К» Виктору Воронину, который приказал направить его в ГУВД Москвы для возбуждения уголовного дела. В рамках этого дела в июне 2007 года прошли обыски в фирме «Файерстоун Данкан», оказывавшей юридические услуги фонду — при этом сотрудники следственной группы пришли с постановлением о выемке документов в отношении ООО «Камея», однако изъяли также печати и учредительные документы ООО «Парфенион», ООО «Махаон», ООО «Рилэнд» и некоторых других компаний. Все вышеперечисленные юрлица находились под управлением фонда Hermitage Capital. Изъятая в ходе обыска техника была направлена на экспертизу в управление «К» СЭБ ФСБ. Поручение исполнял сотрудник управления «К» СЭБ ФСБ России Николай Ленков. Позднее он рассказал, что с июня 2007 года по указанию руководства управления «К» была создана оперативная группа по расследованию уголовного дела в отношении руководителя Ивана Черкасова. Работая в этой группе до ноября 2007 года, Ленков отвечал за контроль по въезду на территорию Российской Федерации и выезду Уильяма Браудера и Сергея Магнитского. Примечательно, что ФСБ разрабатывала Браудера и Магнитского уже тогда, хотя оба они не являлись фигурантами уголовного дела. Это позволяет сделать вывод о том, что преследование сотрудников фонда было спланировано заранее. После обыска в «Файерстоун Данкан» компании «Парфенион», «Махаон» и «Рилэнд» без ведома настоящих владельцев были перерегистрированы на подставных лиц с использованием изъятых документов. Новыми директорами стали ранее судимые Виктор Маркелов, Вячеслав Хлебников и Валерий Курочкин. Одновременно с этими изменениями в ЕГРЮЛ были внесены данные о перерегистрации обществ по новому адресу в ИФНС № 28 и № 25 по Москве. После этого адвокаты, состоявшие в сговоре с Виктором Маркеловым, представляли в суд поддельные, якобы неисполненные договоры, в соответствии с которыми «Рилэнд», «Махаон» и «Парфенион» обязывались продать подставным фирмам принадлежащие им акции ОАО «Газпром». Следует отметить, что ранее эти фирмы были держателями крупного пакета акций ОАО «Газпром», который был продан в 2006 году. В том же году компании выплатили в бюджет РФ налог на прибыль на сумму более 5,4 миллиарда рублей. Одновременно в суд представлялись поддельные допсоглашения к якобы неисполненным договорам купли-продажи акций, в соответствии с которыми несостоявшиеся продавцы обязывались выплатить покупателям огромные суммы компенсаций упущенной прибыли. Затем в ходе судебных заседаний, действуя на основании доверенностей, выданных подставными директорами, адвокаты признавали необоснованные иски от имени «Рилэнда», «Махаона» и «Парфениона» и получали решения арбитражных судов без рассмотрения спора по существу и без участия в судебных заседаниях настоящих владельцев трех компаний. На стадии получения судебных решений об исках почти на 30 миллиардов рублей (1 миллиард долларов США по тогдашнему курсу) судебные приставы обратились в Hermitage. Таким образом, фонду стало известно о незаконных исках. Hermitage Capital инициировал расследование, которое было поручено юристу компании «Файерстоун Данкан» Сергею Магнитскому. Он установил, что 1) компании фонда были похищены и перерегистрированы на подставных лиц; 2) хищение стало возможным благодаря использованию документов, изъятых ранее в офисе «Файерстоун Данкан» сотрудниками полиции; 3) документы использовались при организации фальшивых судебных процессов; 4) участие в этих процессах принимали лица, аффилированные с сотрудниками полиции, производившими обыск и хранившими документы. На основании данных, предоставленных Магнитским, 3 декабря 2007 года юристы Hermitage Capital обратились в правоохранительные органы с заявлением о краже компаний, однако эти заявления были перенаправлены на проверку тем самым сотрудникам ГСУ ГУВД, которых Магнитский подозревал в соучастии в хищении. 24 декабря 2007 года Маркелов, Курочкин и Хлебников обратились в налоговые инспекции № 28 и 25 по Москве с просьбой о возврате налога на прибыль, уплаченного предыдущими директорами фирм по итогам деятельности за 2006 год. В тот же день участвовавшие в преступлении руководители этих налоговых инспекций Ольга Степанова и Елена Химина вынесли решения о возврате трем фирмам налога на прибыль путем перечисления из бюджета более 5,4 миллиарда рублей. Деньги поступили на специально открытые для этого счета в принадлежащем предпринимателю Дмитрию Клюеву банке «Универсальный банк сбережений» и банке «Интеркоммерц», после чего от имени Маркелова, Курочкина и Хлебникова многочисленными траншами они были отправлены на счета подставных отмывочных компаний (после их хищения с участием сотрудников МВД и под контролем ФСБ). Ход жалобам Hermitage был дан лишь на следующий день после перечисления со счетов банка Клюева последней суммы украденных средств: 4 февраля 2008 года на счет отмывочной фирмы «однодневки» была отправлена последняя сумма, а 5 февраля 2008 года, спустя два месяца после подачи сообщений о преступлении, было возбуждено уголовное дело. Одновременно фонд и Сергей Магнитский продолжали собственное расследование. 23 июля 2008 года Hermitage вновь обратился в правоохранительные органы в связи с обнаружением описанной выше схемы по возврату налогов. Дальнейшее расследование показало, что случай Hermitage не является уникальным. В ноябре 2008 года Сергей Магнитский сообщил в интервью журналу Business Week, что за год до хищения налогов, уплаченных Hermitage, было совершено аналогичное преступление — хищение налогов на сумму три миллиарда рублей, выплаченных компаниями, находившимися под контролем фонда «Ренгаз», причем к совершению этого преступления были причастны те же налоговые инспекции и лица, что и в случае с Hermitage, включая Дмитрия Клюева и Андрея Павлова. Через три недели после интервью, 24 ноября 2008 года, Сергея Магнитского задержали по обвинению в совершении раскрытого им налогового преступления. Ходатайствуя об аресте, следствие ссылалось на письмо начальника 4-го отдела управления «К» СЭБ ФСБ Алексея Лагунцова, согласно которому Магнитский оформлял в тот момент визу в Великобританию. По заявлению стороны защиты, эта информация не соответствовала действительности, тем не менее суд арестовал Магнитского.

«Условия содержания были пыточными: летом — невыносимая жара, зимой — нестерпимый холод, крысы, грязь, антисанитария и отсутствие горячей воды и медицинской помощи», — сообщает издание «Настоящее Время» со ссылкой на письма Сергея Магнитского.

После почти года содержания под стражей в условиях, которые правозащитники называли пыточными, 16 ноября 2009 года, юрист скончался в СИЗО «Матросская тишина». Официальной причиной смерти была названа острая сердечная недостаточность, однако на теле Магнитского были обнаружены многочисленные телесные повреждения. По мнению правозащитников и семьи Сергея Магнитского, смерть носила насильственный характер и была связана с его расследованием хищений бюджетных средств.

«То есть они его убили. Хотели ли они его убивать? Не знаю, не уверен. Может, опять была попытка его сломать, добиться, чтобы он отказался от этой борьбы, от этого противостояния, — не рассчитали, переборщили. Не знаю. Есть подозрение, что его били уже в машине скорой помощи — он приехал уже избитый. И именно поэтому нам не показали и скрыли видеозаписи его прибытия в „Матросскую тишину“», — заявил Валерий Борщев, являвшийся членом Совета по правам человека при президенте Россиина в период смерти Магнитского .

Арест и гибель Сергея Магнитского вызвала большой общественный резонанс. В декабре 2009 года, спустя две недели после гибели Магнитского, был осужден Виктор Маркелов, на которого была перерегистрирована одна из фирм. В марте 2011 года приговор вынесли его подельнику Вячеславу Хлебникову. Оба получили по пять лет лишения свободы за мошенничество в крупном размере и отбыли половину срока, освободившись по УДО. Примечательно, что ни Маркелову, ни Хлебникову не были предъявлены гражданские иски, хотя речь шла о хищении 5,4 миллиарда рублей из бюджета страны. Следователи были осведомлены о роли Дмитрия Клюева и Андрея Павлова, однако в уголовном деле в качестве исполнителей преступления были привлечены другие люди, ни один из которых не дожил до суда. Так, эмигрант из Азербайджана Октай Гасанов — страдающий алкоголизмом бывший музыкант, работавший охранником — был назван следствием организатором преступления, при том что умер в октябре 2007 года за 3 месяца до хищения средств. Валерий Курочкин, привлеченный номинальным директором одной из фирм, скончался в Украине в апреле 2008 года от цирроза печени, а Семен Коробейников, объявленный следствием владельцем «Универсального банка сбережений» вместо Дмитрия Клюева, погиб в сентябре 2008 года в результате падения с 16 этажа строящегося дома. Проведенное Hermitage собственное расследование обстоятельств хищения 5,4 миллиарда рублей из российского бюджета, а также ареста и гибели Сергея Магнитского показало, что за этими преступлениями стояло криминальное сообщество, возглавляемое Дмитрием Клюевым, контролировавшим ранее «Универсальный банк сбережений», через который были похищены и отмыты бюджетные деньги. Содействовали ему в совершении этого преступления адвокат Андрей Павлов и ранее неоднократно судимый за тяжкие преступления Сергей Орлов. Безнаказанным и нерасследованным, по версии Hermitage, это преступление осталось благодаря покровительству сотрудников управления «К» СЭБ ФСБ РФ под руководством Виктора Воронина, а также прямому участию сотрудников правоохранительных структур и налоговых органов. Реальные обстоятельства «Дела Магнитского» в настоящее время расследуются только правоохранительными органами европейских государств в рамках уголовных дел, связанных с отмыванием похищенных денег. По этим делам арестовано несколько десятков миллионов долларов США. В России ни один человек не привлечен к ответственности в связи с гибелью Магнитского: суд оправдал бывшего замначальника СИЗО «Бутырка» Дмитрия Кратова, обвиняемого в халатности, повлекшей гибель юриста, а офицеры, осуществлявшие расследование против Магнитского, были награждены государственными наградами и повышены в званиях. В России против руководителя Hermitage Capital Уильяма Браудера было возбуждено несколько дел, а сам фонд прекратил свою инвестиционную деятельность на территории страны. В 2013 году в рамках первого в истории РФ посмертного процесса суд признал Магнитского виновным в соучастии в неуплате налогов. В 2012 году в США был принят закон, вводящий санкции в отношении лиц, причастных к гибели Магнитского и хищению бюджетных средств. В 2019 году ЕСПЧ признал российское правительство ответственным за нарушение права Магнитского на жизнь, свободу и справедливое правосудие. По оценкам экспертов события негативно отразились на инвестиционном климате России.