До 1916 года французская контрразведка была сбита с толку демонстративным поведением шпионки. Актриса никогда не маскировалась, ничего не боялась и ничего не скрывала. Но теперь наконец небо немного прояснилось. Французам удалось узнать, каким способом она передавала их военные секреты, факт похищения которых никак не удавалось доказать. У танцовщицы имелось множество друзей в дипломатическом мире, включая шведского, датского и испанского атташе. Дипломатическая почта нейтральных стран не просматривалась цензурой; и теперь не вызывало сомнений, что письма, регулярно отправляемые Матой Хари за границу, цензуру не проходили.
Если бы к такой уловке прибегали только вражеские агенты, проблемы противодействия шпионажу были бы существенно упрощены. Однако во время войны в Европе, переполненной влиятельными семьями, отпрысками знатных домов и подругами отпрысков, политиками, дипломатами, спецкурьерами, старшими офицерами с их женами и друзьями, всевозможными изысканными людьми, от рождения привыкшими к заступничеству и особым привилегиям, — использование дипломатической почты для ведения самых невинных личных переписок было делом обычным. По международным нормам и правилам эта пересылка являлась неприкосновенной. Но, убедившись, что Мата Хари соблазнила нейтральных атташе, французы решились вскрыть мешки с дипломатической почтой. Под шведскими и нидерландскими печатями обнаружились улики, сыгравшие важную роль в будущем судебном процессе. Однако Мату Хари не арестовали, хотя все ее сообщения были прочитаны и сфотографированы; кое-кто утверждал, будто она писала особой тайнописью, оставшейся нерасшифрованной.
Лучшие французские агенты контрразведки объединились и скрестили шпаги в неравной дуэли. Доказательств, настолько веских, чтобы они удовлетворили гражданский или военный суд, представлено не было; а поскольку Мата Хари состояла в близких отношениях с такими лицами, как герцог Брауншвейгский, германский кронпринц, голландский премьер ван де Линден, и другими подобными персонами, крайне важно было найти абсолютно неопровержимые улики.
Наконец, было установлено, что она добивалась пропуска в Виттель под тем предлогом, что там находится ее бывший любовник, капитан Маров, потерявший на войне зрение и нуждавшийся в уходе. Ее привязанность к злополучному русскому офицеру не вызвала бы особых подозрений, если не принимать во внимание тот факт, что вблизи Виттеля незадолго до этого был оборудован новый аэродром, а французы перехватили адресованную германским шпионам шифрованную инструкцию о необходимости получить о нем данные. Надеясь, что теперь Мата Хари окончательно себя разоблачит, французские контрразведчики позаботились, чтобы ей выдали пропуск. Но в Виттеле она повела себя чрезвычайно осторожно.