Najistotniejsze było potwierdzenie, że we wskazanych miejscach faktycznie znajdują się szczątki polskich żołnierzy. Pierwszym profesjonalnym archeologiem w Charkowie-Piatichatkach był w 1991 prof. Andrzej Nadolski z Łodzi. Poszczególne prace ekshumacyjne w Piatichatkach, odbywały się w następujących terminach: od 25 lipca do 9 sierpnia 1991, pod kierunkiem ówczesnego zastępcy prokuratora generalnego Stefana Śnieżki; od 3 czerwca do 22 września 1995, pod kierunkiem archeologa i historyka, prof. Andrzeja Koli; od 27 maja do 14 września 1996, również pod kierunkiem prof. Andrzeja Koli. W 1991 polska ekipa miała tylko dwa tygodnie na prowadzenie ekshumacji, jednak zdobyte wtedy nowe doświadczenia w tej bezprecedensowej akcji badawczej były bardzo cenne. Poszukiwania prowadzono na ogrodzonym terenie o powierzchni 1,3 ha. Brakowało dokładnej mapy tego terenu i tylko jego ukształtowanie wskazywało na prawdopodobne położenie grobów. Przyjęto metodę „rozproszonych wykopów sondażowych”. W wielu wypadkach były one zbyt płytkie i nie pozwoliły na odkrycie położonych głębiej grobów. Mimo trudności i prawdopodobnie popełnionych błędów, prace wykonane w 1991 zostały zakończone powodzeniem, ponieważ znaleziono cztery groby masowe, w których spoczywały szczątki polskich oficerów ze Starobielska.