O caso de Palocci foi enviado pelo Supremo Tribunal Federal (STF) a Sergio Moro depois do entendimento de que nele não havia o envolvimento de políticos com direito a foro privilegiado, prerrogativa que restringe investigações ao próprio STF. O ex-ministro foi mencionado em delação premiada pelo ex-diretor da Petrobras Paulo Roberto Costa, com a informação de que o doleiro Alberto Youssef disse que Palocci o havia procurado, em 2010, para pedir R$ 2 milhões para a campanha da então ministra da Casa Civil, Dilma Rousseff.
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O repasse, garante Costa, foi efetuado por Youssef a Palocci, que foi um dos coordenadores da campanha presidencial da petista. No entanto, o doleiro nega que tenha sido procurado pelo ex-ministro ou que tenha feito repasses à campanha petista por solicitação do ministro ou de seus emissários. Para Youssef, Costa pode ter se confundido em relação ao doleiro em questão.
O advogado de Palocci, José Roberto Batochio, negou que seu cliente tenha recebido verbas originadas no esquema de corrupção na Petrobras e que ele jamais tratou de doações de campanha com Youssef ou Costa. Atuando como consultor, Palocci se mantém distante do cenário político desde que eclodiram as primeiras denúncias da Lava Jato, em março de 2014.