После шести недель безрезультатного наблюдения сотрудникам ФБР стало известно, что объект собирается отправиться в поездку на машине, о маршруте и пункте назначения которой Уокер сообщал своим знакомым весьма противоречивые сведения. Это могло означать, что Уокер собирался произвести очередной обмен «товар – деньги» с советской разведкой. В результате предпринятых ФБР мер этот обмен был сорван, а подозреваемый арестован с поличным. Правда, сотрудники ФБР, участвовавшие в этой операции, допустили одну ошибку. Увлекшись сбором улик против Уокера, они подобрали и оставленную им пустую жестяную банку, которая служила сигналом, что он готов к обмену. В результате связник Уокера, третий секретарь советского посольства в США, сотрудник КГБ А. Г. Ткаченко сумел ускользнуть от ФБР.
В ходе ареста неожиданно возникла критическая ситуация, когда Уокер, возглавивший после увольнения с военной службы собственное частное сыскное агентство и имевший в силу этого разрешение на ношение оружия, вытащил свой револьвер и направил на сотрудников ФБР. Промедление с выполнением их грозного приказа бросить оружие, не говоря уже о попытке оказать им вооруженное сопротивление, несомненно, стоило бы Уокеру жизни. После секундного колебания он подчинился.
Только после произведенного ареста в ФБР окончательно удостоверились, что Уокер работал на КГБ, а не на советскую военную разведку, так как она никогда не снабжала своих агентов фотографиями мест, где планировалось провести операцию по обмену добытых ими данных на деньги. На подготовленных Уокером к передаче КГБ материалах были обнаружены отпечатки пальцев его сына. Джон и Артур Уокеры были осуждены на пожизненное заключение, а Майкл – на двадцать пять лет тюрьмы. Через три дня после ареста Уокера Ткаченко по собственной инициативе покинул пределы США.
Так закончилась карьера Джона Уокера, который проработал на КГБ семнадцать лет до того момента, когда его жена, наконец, набралась смелости донести на него. Все это время он мешками поставлял секретные документы с информационными сводками АНБ и сведениями о шифрсистемах, которые использовались не только на флоте, но и в других родах американских вооруженных сил, в государственном департаменте, ЦРУ и ФБР. 16-й отдел ПГУ КГБ требовал от него также регулярного предоставления ежедневных ключей. Уокер выплачивал Уитуорту ежемесячную премию в размере десяти тысяч долларов за бесперебойное снабжение ключами. Но вопрос о премии возник только тогда, когда у Уокера (а следовательно, и у КГБ) успело накопиться ключей, переданных Уитуортом, за несколько последних лет. И это при том, что американцы меняли ключи к своим шифраторам каждые сутки. Возможно, именно недовольство слишком скромными размерами премии и заставило Уитуорта в мае 1984 года донести на Уокера в ФБР. Начал он с анонимного письма, в котором в туманных выражениях сообщил, что имеет сведения о крупной разведывательной операции против США и готов поделиться ими с ФБР. Сотрудники бюро предприняли попытку связаться с анонимом через объявления в газетах, призывавшие его дать о себе знать, но к тому времени Уитуорт раздумал доносить на Уокера.