2010年元旦過后，鼓樓區檢察院反貪局的辦案人員對舉報信中羅列的案件線索進行了縝密初查，從外圍調查著手，尋找汪大田涉嫌受賄犯罪的關鍵證據。經過暗訪，一名叫李俊的廣告經營戶進入了偵查人員的視線。秘密接觸后，李俊在法律和刑事政策的威懾下，承認了自己在和徐州物資市場業務往來過程中多次給副總汪大田行賄的事實。隨后，辦案人員又擴大偵查視野，重點了解了汪大田分管的市場工程項目和攤位管理項目涉及的舉報人，鎖定了5名涉案行賄人。通過對現有證據進行分析和梳理，辦案人員掌握了汪大田自2006年3月任職以來涉嫌受賄犯罪的大部分事實和證據。

經檢察長批準，2010年1月31日，鼓樓區檢察院反貪局決定對汪大田立案偵查，同日，對其采取了刑事拘留的強制措施。