W ramach śledztwa prokuratorzy dokonali kilkakrotnie oględzin szczątków wraku, przechowywanych w rejonie lotniska Smoleńsk Północny. Wysłane zostały także wnioski do Federacji Rosyjskiej o wykonanie czynności w ramach pomocy prawnej, m.in. o ogłoszenie zarzutów i przesłuchanie podejrzanych. Spośród kilkudziesięciu wniosków kierowanych przez polską prokuraturę, strona rosyjska nie zrealizowała kluczowych czynności procesowych, które są istotne dla wyjaśnienia przyczyn katastrofy.
Po ponownej analizie materiału dowodowego prokuratorzy ustalili, że radiolokacyjny system lądowania, z którego korzystała obsługa wieży kontrolnej w Smoleńsku, był niesprawny, a w efekcie nieprawdziwa była większość informacji o położeniu samolotu, które kontrolerzy przekazywali pilotom. Te ustalenia są wynikiem odczytu rejestratora P-500 z wieży kontroli lotów w Smoleńsku, w tym nagrań rozmów kontrolerów z pilotami samolotu. Dzięki analizie Biura Badań Kryminalistycznych Agencji Bezpieczeństwa Wewnętrznego udało się odczytać dodatkowe zdania i słowa oraz przypisać poszczególne wypowiedzi konkretnym osobom. Prokuratorzy porównali zapisy rozmów kontrolerów i załogi z technicznymi danymi o położeniu samolotu w określonym czasie, np. gdy padały komunikaty z wieży. Na tej m.in. podstawie stwierdzili, że informacje przekazywane przez kontrolerów załodze były błędne.
Dlatego prokuratura wydała postanowienia o zmianie zarzutów stawianych dotąd rosyjskim kontrolerom – z nieumyślnego spowodowania katastrofy i sprowadzenia jej niebezpieczeństwa na działanie umyślne. Prokuratorzy przyjęli, że podejrzani – zezwalając na zniżanie się samolotu i warunkowe próbne podejście do lądowania – przewidywali, iż może dojść do katastrofy i się na nią godzili. Oznacza to umyślne, w zamiarze ewentualnym, sprowadzenie katastrofy w ruchu powietrznym, której następstwem jest śmierć wielu osób, czyli przestępstwo z art. 173 par. 1 i 3 Kodeksu karnego.
W katastrofie Tu-154 pod Smoleńskiem 10 kwietnia 2010 r. zginęło 96 osób, udających się na uroczystości 70. rocznicy zbrodni katyńskiej, w tym prezydent Lech Kaczyński z małżonką Marią, ostatni prezydent na uchodźstwie Ryszard Kaczorowski oraz najwyżsi dowódcy wojskowi.
