В автобусе он останавливался возле женщин, смотрел на них, пытался заговаривать, порою прижимался к ним… Затем он присел возле женщины, сидевшей у окна, и попытался завязать с ней разговор… Когда женщина вышла из автобуса, он последовал за ней. Договориться он, по-видимому, не смог, и женщина ушла… Подозреваемый перешел к магазину, где также стояли группы женщин. В течение 15-20 минут он переходил от одной группы к другой. Затем отправился пешком к другой автобусной остановке, где сел в автобус, направлявшийся к железнодорожной станции. Там он провел около 20 минут, присев возле спящей женщины, а затем пешком отправился на главный железнодорожный вокзал… Он переходил от одной группы женщин к другой и прислушивался к их разговорам. Затем поднялся в зал ожидания на втором этаже… Он провел там около часа, гуляя по залу, останавливаясь возле женщин и пристально их разглядывая… Остановился около скамейки, на которой спала целая семья. Одна из них, девушка на вид лет восемнадцати, слала в такой позе, что видны были ее ноги и нижнее белье. Остановившись в пяти метрах от спящей, подозреваемый уставился на нее Когда отец девушки поправил ее одежду, подозреваемый ушел…»
Молодая женщина присела рядом с Чикатило; после короткого разговора она положила голову ему на колени. Под наброшенной курткой она занялась оральным сексом, а он ласкал ее груди. Потом, когда она ушла, Чикатило поднялся и направился на центральный рынок, где после долгой и бессонной ночи принялся за свою любимую еду — селедку, хотя и довольно неважного сорта. Именно там и в тот момент он был арестован за аморальное поведение в общественном месте, а также по подозрению в убийствах, совершенных в лесополосах.
Оба оперативника были убеждены, что они арестовали убийцу — его внешний вид и действия соответствовали описанию преступника, в его сумке был к тому же обнаружен остро заточенный нож, два мотка веревки и баночка вазелина. При нем было удостоверение «внештатного сотрудника» милиции.
Задержание Чикатило совпало с периодом, когда группа Генеральной прокуратуры во главе с Владимиром Казаковым вела упорную борьбу с прокуратурой и милицией Ростовской области за освобождение психически больных Каленика и других, признававшихся в совершении целого ряда убийств, то есть оговаривавших себя. Именно в это время Казаков ставил вопрос о возбуждении уголовного дела против лиц, арестовавших и расследующих дело Юрия Каленика. Видимо, по этой причине задержание Чикатило не привлекло внимания ростовских следователей и сыщиков. Арест и разоблачение Чикатило автоматически влекло победу Казакова и ответственность, вплоть до уголовной, для тех, кто на протяжении двух лет содержал под стражей умственно отсталых подростков, вышибая из них заранее сфальсифицированные показания.