หนึ่งเดือนหลังจากที่จอมพลสฤษดิ์ถึงแก่อสัญกรรมแล้ว ทายาททั้งหลายต่างก็เริ่มวิวาทแก่งแย่งทรัพย์มรดกมหาศาลของนายกรัฐมนตรี เมื่อวันที่ 14 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2507 บุตรทั้ง 7 คนของจอมพลสฤษดิ์ได้ฟ้องท่านผู้หญิงวิจิตรา ธนะรัชต์ ที่พยายามจะตัดสิทธิในส่วนแบ่งอันถูกต้องของทายาท

เนื่องจากเป็นเรื่องอื้อฉาวมาก ประชาชนจึงต่างให้ความสนใจเป็นอย่างยิ่งในคดีนี้และสื่อมวลชนก็ยกให้เป็นคดีที่อื้อฉาวที่สุดในเมืองไทย การที่ประชาชนให้ความสนใจในการพิจารณาคดีนี้ จึงเป็นการบังคับให้รัฐบาลจอมพลถนอมต้องเข้าแทรกแซงและสอบสวนเบื้องหลังความมั่งคั่งของจอมพลสฤษดิ์

ได้มีการเปิดพินัยกรรมของจอมพลสฤษดิ์ที่บ้านของจอมพลถนอม ต่อหน้าทนายความและนายทหารคนสำคัญๆ ที่เป็นผู้ใกล้ชิดจอมพลสฤษดิ์ ตัวพินัยกรรมเองลงวันที่ 19 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2502 หลังจากจอมพลสฤษดิ์ได้ขึ้นเป็นนายกรัฐมนตรีเพียงเล็กน้อย ข้อสำคัญในพินัยกรรมกล่าวว่าทรัพย์สินทั้งหมดของจอมพลสฤษดิ์ให้ตกแก่ท่านผู้หญิงวิจิตรา ธนะรัชต์แต่เพียงผู้เดียว โดยมีข้อแม้ว่าท่านผู้หญิงต้องให้ลูกเลี้ยง คือพันตรีเศรษฐา ธนะรัชต์และร้อยโทสมชาย ธนะรัชต์ คนละ 1 ล้านบาท พร้อมทั้งบ้านหนึ่งหลังที่เหมาะสมกับฐานะของบุคคลทั้งสอง อย่างไรก็ตาม จะเป็นไปตามเงื่อนไขนี้ก็ต่อเมื่อทรัพย์สินทั้งหมดที่เป็นเงินสดมีมากกว่า 10 ล้านบาท นอกจากนี้ที่นาของจอมพลสฤษดิ์จะต้องแบ่งให้แก่บุตรชายคนโตทั้งสองคนจำนวนเท่า ๆ กัน

โจทก์ร้องเรียนว่าจอมพลสฤษดิ์ได้เขียนพินัยกรรมขึ้นอีกฉบับหนึ่งซึ่งถูกท่านผู้หญิงวิจิตรา ธนะรัชต์ ทำลายไปแล้วหลังจากที่เข้าบุกบ้านส่วนตัวของจอมพลสฤษดิ์ในค่ายกองพลที่ 1 บุตรชายทั้งสองกล่าวหาท่านผู้หญิงวิจิตราว่าได้พยายามจะรวบรวมทรัพย์สินทั้งหมดของจอมพลสฤษดิ์ไว้โดยอ้างว่ามีเงินจำนวนถึง 2,874,009,794 บาท รวมกันอสังหาริมทรัพย์อีกมากมายที่ไม่สามารถจะประมาณได้ ตรงกันข้ามท่านผู้หญิงวิจิตรากลับกล่าวว่าตนรู้เพียงว่ามีเงินเพียง 12 ล้านบาทเท่านั้น

ขณะที่รอคอยผลการตัดสินจากศาล บุตรของจอมพลสฤษดิ์ก็ได้ร้องเรียนจอมพลถนอมให้ใช้อำนาจพิเศษตามมาตรา 17 แห่งธรรมนูญการปกครองราชอาณาจักร พุทธศักราช 2502 ในการสอบสวนเรื่องราวนี้ทั้งหมด หลังจากที่พิจารณาอย่างคร่าวๆ แล้ว รัฐบาลรู้สึกว่าหากมิได้ลงมือกระทำการอย่างรวดเร็วแล้ว ก็จะทำให้ฐานะของรัฐบาลไม่ดีในสายตาของประชาชน ดังนั้นเมื่อวันที่ 26 มิถุนายน พ.ศ. 2507 จอมพลถนอมจึงออกประกาศว่าตนจะได้นำมาตรา 17 มาใช้ในการยึดทรัพย์จอมพลสฤษดิ์และตั้งคณะกรรมการสอบสวนขอบข่ายการฉ้อราษฎร์บังหลวงของจอมพลสฤษดิ์

จากรายงานของคณะกรรมการคณะนี้ ปรากฏว่าจอมพลสฤษดิ์ได้ใช้เงินแผ่นดินเพื่อเลี้ยงดูนางบำเรอและลงทุนในธุรกิจ เงินผลประโยชน์ที่สำคัญๆ 3 แหล่งที่รัฐบาลสนใจคือ เงินงบประมาณ 394 ล้านบาทที่เป็นเงินสืบราชการลับของสำนักนายกรัฐมนตรี เงิน 240 ล้านบาทจากกองสลากกินแบ่งรัฐบาล และประมาณ 100 ล้านบาทซึ่งควรที่จะให้แก่กองทัพบกซึ่งได้เปอร์เซนต์จากการขายสลากกินแบ่ง

ในระหว่างการสอบสวน อธิบดีกรมทะเบียนการค้าเปิดเผยว่า จอมพลสฤษดิ์และท่านผู้หญิงวิจิตรามีผลประโยชน์จากบริษัทต่างๆ ถึง 45 แห่ง การถือหุ้นที่ใหญ่ที่สุดแห่งหนึ่งก็คือในบริษัทกรุงเทพกระสอบป่าน ซึ่งมีมูลค่ามากกว่า 20 ล้านบาท ต่อมาสมาชิกผู้หนึ่งในคณะกรรมการบริษัทได้ให้ปากคำว่า หุ้นส่วนเหล่านี้ได้โอนไปให้น้องชายจอมพลสฤษดิ์สองคน ซึ่งทั้งนี้ก็หมายความว่า จอมพลสฤษดิ์ได้ผลประโยชน์มหาศาลจากอุตสาหกรรมข้าว ซึ่งกฎหมายบังคับให้ซื้อกระสอบป่านจากบริษัทนี้ นอกจากจำนวนหุ้นและบัญชีเงินฝากในธนาคารจำนวนมากมายแล้ว จอมพลสฤษดิ์ยังมีที่ดินอีกจำนวนมหาศาล ดังที่อธิบดีกรมที่ดินกล่าวว่า จอมพลสฤษดิ์มีที่ดินมากกว่า 20,000 ไร่ในต่างจังหวัด และที่ดินอีกนับแปลงไม่ถ้วนทั้งในและทั่วพระนคร ส่วนเงินสดที่เก็บไว้ในธนาคารต่างๆ นั้น จอมพลสฤษดิ์มีอยู่ประมาณ 410 ล้านบาท ซึ่งถูกยึดไว้เพื่อพิจารณาว่าเงินส่วนใดเป็นของรัฐบาลหรือไม่

ในที่สุดศาลก็ได้พิจารณาคดีวิวาทเกี่ยวกับทรัพย์สินของจอมพลสฤษดิ์ตามคำพิพากษาเมื่อวันที่ 22 ตุลาคม พ.ศ. 2507 ศาลแนะนำให้ประนีประนอมกันโดยที่ให้ท่านผู้หญิงวิจิตราและพันโทเศรษฐาเป็นผู้จัดการมรดกร่วมกัน และให้ตกลงกันเองต่อเมื่อปรากฏผลขั้นสุดท้ายของการสอบสวนของรัฐบาลแล้ว