Было обнаружено местожительство Желябова по Первой роте Измайловского полка, в доме № 31–18, кв. 23. Желябов проживал там под именем Николая Ивановича Слатвинского с Лидией Антоновной Воиновой-Перовской. Перовскую успели предупредить об аресте Желябова. Она скрылась. Квартиру очистили; однако остались разные принадлежности для производства химических опытов и, между прочим, четыре жестянки из-под конфект, одна из-под сахару, с остатками черного вещества, а также две каучуковых красных трубки. Эксперты определили: "означенное вещество" есть черный динамит, а каучуковые трубки похожи на те, которые были употреблены при устройстве метательных снарядов.
По подпольным правилам Желябов и Перовская "означенных веществ" и трубок хранить у себя не должны были. Хранение их — несомненная оплошность. Но такие оплошности допускали тогда почти все видные народовольцы. Объяснялось это, невидимому, тем, что террористы, будучи чрезвычайно нравственно-щепетильными, избегали подвергать опасностям других, в особенности сочувствующих, предпочитая брать ответственность за боевое дело только на себя; тем более, что хранение трубок и веществ угрожало казнями, угрожало взрывами. Ответственность и опасности были величайшие. Нужно и то принять во внимание, что в те времена конспиративные правила только вырабатывались, и многое, позже казавшееся вполне очевидным, тогда таким далеко еще не представлялось. Бесспорно также и то, что в подпольных квартирах ощущался большой недостаток.
Из показаний дворников и других свидетелей выяснилось: жили Слатвинский и Воинова весьма уединенно, гостей не принимали, писем не получали. Прислуги но держали. Воинова сама покупала продукты и сама готовила кушанье. Жили бедно. Из книг обнаружили: роман Жорж Занд, "Отечественные записки", "Дневник писателя" Антоновича, "Исследование о Гайдамачине" Лукьянова, какие-то "Самоохранительные вздохи", "Деревенскую общину" Кутейникова.
Царь, получив известие об аресте Желябова, вечером поделился радостью с молодой женой… 28 февраля он записал в дневник: "в 11 часов, доклады Милютина, Гирса и Лориса. Три важных ареста: в том числе и Желябов".
Желябов арестован, опознан, а за ним еще охотятся, о нем ведется деятельная переписка. Начальник Киевского губернского жандармского управления Новицкий 4 марта сообщает директору департамента полиции свои соображения — как лучше и скорее поймать Желябова. Лучше всего организовать "последовательные систематические наблюдения за женой Желябова, Ольгой Яхненко, жительствующей на ферме Касаговка, Тираспольского уезда, Херсонской губернии".