IAAF algatas Nikolajevi suhtes uurimise vereprofiili alusel, mis oli koostatud seitsme võistlusvälise vereproovi põhjal vahemikus 16. aprillist 28. novembrini 2013 ning mis oli IAAFi adaptiivmudeli põhjal vähemalt 99,9-protsendilise tõenäosusega ebanormaalne. Just sellest ajavahemikust pärineb ka tema Frankfurtis joostud maratoni tippmark 2:17.36. 

IAAFi ekspertpaneel analüüsis uurimise käigus täiendavalt Nikolajevi vereprofiili ja sportlase selgitusi ning jäi seisukohale, et ebanormaalse vereprofiili põhjuseks on väga tõenäoliselt keelatud aine või meetodi kasutamine, mitte sportlase loomulik füsioloogiline eripära või patoloogiline seisund.

Ekspertpaneeli hinnangu alusel süüdistab Rahvusvaheline Kergejõustikuliit Nikolajevit antidopingu reeglite rikkumises IAAFi reegli 32.2 (b) põhjal, mis tähendab keelatud aine või meetodi kasutamist või kasutamise katset. Nikolajevile taotletakse 4-aastast võistluskeeldu koos kõigi võistlustulemuste tühistamisega alates 16. aprillist 2013. Lõpliku otsuse karistuse osas langetab vastavalt IAAFi reeglitele sportlase koduriigi vastav institutsioon ehk Eesti Dopinguvastane Distsiplinaarkolleegium. Kuni karistuse määramiseni kehtib sportlasele ajutine võistluskeeld.

Eesti Kergejõustikuliidu presidendi Erich Teigamägi sõnul on Nikolajevi vastu esitatud süüdistus Eestis seni unikaalne. „Maailmapraktikas on mitmeid juhtumeid, kus sportlane on uurimise all bioloogilise passi alusel, kuid Eestis on see esmakordne. Tegu on meie jaoks paljuski uudse olukorraga. Alaliit suhtub uurimisse täie tõsidusega ning teeme koostööd IAAFi ja Eesti Antidopinguga,“ ütles Teigamägi.

Ilja Nikolajev antidopingu reeglite rikkumist ei tunnista. Nikolajev on teatanud, et on valmis tegema koostööd Eesti Antidopinguga ning enne lõplikku otsust avalikult ei kommenteeri.