26 июня 1998 года в Нефтеюганске был застрелен мэр Владимир Петухов. Через несколько часов ФСБ сообщила о задержании двух мужчин "кавказской национальности", причиной убийства назвали решение мэра закрыть контролировавшийся "чеченским бандитами" рынок. О дальнейшей судьбе первых задержанных не сообщалось. В тот же день вдова господина Петухова в послании президенту Борису Ельцину заявила, что причиной убийства могла быть "попытка мэра города проверить деятельность НК ЮКОС".
17 июня 1999 года секретарь Совбеза, директор ФСБ Владимир Путин на встрече с Борисом Ельциным заявил: "Несколько дней назад задержан подозреваемый в убийстве мэра Нефтеюганска Сергея Петухова". Имя задержанного и другие подробности не были обнародованы.
В сентябре 1999 года представитель правоохранительных органов Ханты-Мансийского автономного округа (ХМАО) Владимир Кан сообщил, что убийство, "можно сказать, раскрыто на 70%". "Мы вышли на киллера, но сам он был убит в 1998 году",— рассказал он. Впоследствии СМИ сообщали, что в убийстве подозревались члены камышинской ОПГ Игорь Попов и Вячеслав Приходько, погибшие при невыясненных обстоятельствах. В 2000 году прокуратура ХМАО прекратила расследование "в связи с неустановлением личности преступника".
В ноябре 2003 года Генпрокуратура возобновила дело. 14 апреля 2005 года обвинение в организации убийства было предъявлено экс-главе службы экономической безопасности ЮКОСа Алексею Пичугину. В том же месяце о его причастности к преступлению заявили находящиеся под следствием по другим делам экс-милиционер Владимир Шапиро и ранее судимый Геннадий Шевцов. Сам Пичугин был задержан летом 2003 года по подозрению в организации ряда убийств.
17 августа 2006 года Алексей Пичугин был приговорен к 24 годам тюрьмы за организацию убийства мэра Нефтеюганска и другие преступления. Исполнители Геннадий Шевцов и Евгений Решетников получили по 18 лет колонии строгого режима. Они рассказали следствию о связи с убийством экс-совладельца ЮКОСа Леонида Невзлина.
21 февраля 2007 года ВС РФ по обращению Генпрокуратуры отменил приговор Пичугину ввиду мягкости наказания, направив дело на новое рассмотрение. 6 августа того же года Алексей Пичугин приговорен к пожизненному заключению.
1 августа 2008 года Мосгорсуд заочно приговорил Леонида Невзлина, находящегося с 2004 года в международном розыске, к пожизненному заключению — в том числе за организацию убийства мэра Петухова. Судья счел, что с мэром расправились по причине предъявленного им ЮКОСу требования о своевременной уплате налогов.