Carneiro foi um dos alvos da 34ª fase da Operação Lava-Jato, intitulada Arquivo X, que investiga fatos relacionados à contratação, pela Petrobras, de empresas para a construção de duas plataformas (P-67 e P70) para a exploração de petróleo na camada do pré-sal.
As equipes policiais cumprem 49 ordens judiciais, sendo 33 mandados de busca e apreensão, oito mandados de prisão temporária e oito mandados de condução coercitiva. Aproximadamente 180 policiais federais e 30 auditores fiscais estão cumprindo as determinações judiciais em cidades nos Estados de São Paulo, Rio de Janeiro, Rio Grande do Sul, Minas Gerais, Bahia e Distrito Federal.