Взрыв произошел из подвального помещения. Благонравный и искусный слесарь неизвестно куда скрылся и впоследствии обнаружился, как нигилист, социалист и террорист Степан Халтурин, крестьянин Вятской губернии, по происхождению и слесарь по мастерству. Среди народников и многих рабочих он пользовался уважением и известностью и являлся одним из главных основателей "Северно-русского рабочего союза". Во многом Халтурин перерос народовольцев. Он, например, не переоценивал крестьянской общины. Плеханов, который, кстати сказать, свел Халтурина с Андреем Ивановичем Желябовым, однажды изложил Степану содержание некоей народнической книги об общинном землепользовании; Халтурин с недоумением заметил: "неужели это так, действительно, важно?"
Он помышлял о создании самостоятельной рабочей партии в России, о всеобщей стачке в Петербурге, но, полагая, что революционной работе среди крестьян и рабочих царизм ставит непреодолимые препятствия, примкнул к народовольцам. Поступив слесарем в Зимний дворец, Халтурин изучил расположение комнат и зал. Сначала, до приезда царя из Крыма, Халтурин сравнительно легко производил разведку. Дворцовое управление было сильно распущено; прислуга пьянствовала, приводила во дворец посторонних лиц. Воровали в открытую, и Халтурину, чтобы не выделиться, тоже приходилось воровать. Порядки эти круто изменились, когда царь возвратился и произошел взрыв поезда под Москвой. Повсюду стали искать взрывателей. Арестовали Квятковского, одного из тройки Распорядительной комиссии исполнительного комитета. У него обнаружили динамит, приспособления для мин и план той части Зимнего дворца, где находилась помянутая столовая. Помещения дворца стали подвергаться тщательным осмотрам. Ввели систему неожиданных обысков. Отлучки строго отмечались. Служащих дворца, когда они возвращались из города, тоже обыскивали. Халтурин проносил динамит понемногу, частями, в кульках, под видом сахара; хранил его под подушкой и в подушке. От динамита исходили ядовитые испарения и у чахоточного и нервного Степана сильно болела голова. Когда динамиту накопилось изрядно, Халтурин стал складывать его в сундук около капитальной стены. Сундук и явился миной. Динамит и запалы приготовлялись техником Исаевым. После ареста Квятковского сношения Халтурина с Исполнительным комитетом велись через Андрея Ивановича. Встречались они урывками, в глухих переулках, на площади, в пивных, — торопливо передавали друг другу нужное и расходились. Говорят, что однажды свидетелем их свидания был случайно Достоевский. Дело подвигалось медленно. Обыски мешали ускорению взрыва. Сколько раз Степану грозила опасность быть открытым! Желябов, которого трудно было удивить, даже и он поражался выдержке больного пролетария.