Ankara Cumhuriyet Başsavcılığı Terör Suçları Soruşturma Bürosu tarafından yürütülen soruşturma kapsamında, 2 Ekim'de Ankara Yenimahalle'deki evinde kıyafetlerinin arasına saklanmış şekilde bulunan Karatay, emniyetteki işlemlerinin ardından Ankara Adliyesi'ne sevk edildi. Burada, soruşturmayı yürüten savcıya ifade verdikten sonra tutuklama talebiyle nöbetçi sulh ceza hakimliğine çıkarıldı. Karatay, "silahlı terör örgütüne üye olmak" suçundan tutuklandı.
Operasyon sırasında, Karatay'ın evinde yapılan aramada FETÖ’nün üst yönetimiyle iletişim kurmak için kullandığı dizüstü bilgisayar, tablet, telefon ve diğer dijital malzemelere el konuldu. Karatay'ın Signal uygulaması üzerinden örgüt ile iletişim kurduğu tespit edildi.
Karatay, FETÖ'nün yargıdaki önemli isimlerinden biri olarak, örgütle bağlantısını saklandığı evden sürdürmeye çalışmıştı. Ağır ceza mahkemesi başkanlığı ve özel yetkili hakimlik gibi görevlerde bulunmuş olan Karatay, dönemin Erzincan Cumhuriyet Başsavcısı İlhan Cihaner ile eski 3. Ordu Komutanı emekli Orgeneral Saldıray Berk'in de yer aldığı 14 sanıklı Ergenekon davasında mahkeme heyeti başkanı olarak görev almıştı.