К 27 февраля помещение с арочным сводом очистили от земли. Выяснилось, что под кремлевской стеной находится разгрузочная арка размером 7,3х5,18х1,87 метра. Перед аркой со стороны Александровского сада имелась мощная 5-метровая закладка из белого камня и кирпича. По версии Стеллецкого, в древности этот объем могли использовать как тайное хранилище.
К 3 марта вся земля, заполнявшая ход, была выбрана, но дальше пошел песок. Тогда же был раскопан плоский потолок тайного хода. Одной стеной тайника являлась кремлевская, а другой — восточной — стены не было вовсе. Археолог пришел к выводу, что в этом месте ее выломали при строительстве Арсенала. Получалось, что потолок тайника как бы висит в воздухе Игнатий Яковлевич просил у Петерсона позаботиться о возведении недостающей части стены: «Итальянский потолок, конечно, мощен, но время сильнее, и однажды он обвалится, и тогда стена (Арсенала. — Т.Б.) осядет на подмытый песок гораздо глубже, чем она осела ныне в Средней Арсенальной башне». Стену так и не возвели.
Через неделю открыли выход в Александровский сад из подземелья Угловой Арсенальной башни и стали вывозить скопившийся мусор и землю: Игнатий Яковлевич в это время продолжал раскапывать тайный ход в одиночку, пробираясь вдоль стены Кремля. Пройдя несколько метров, он уперся в каменную глыбу, свисавшую с потолка. Она закрывала большое отверстие. Разгадка пришла сразу: это тот самый пролом, устроенный при возведении Арсенала, через который шла засыпка тайника землей и песком. Казалось, до той части тайника, где он свободен от песка, рукой подать. Но неожиданно Р. А. Петерсон запретил раскапывать подземный ход и приказал Стеллецкому расчистить подземелье Угловой Арсенальной башни до ее древнего дна. Приступая к этой работе, Игнатий Яковлевич советовал взять родник в бетонное кольцо, опасаясь, что вода прорвет колодезный сруб, установленный еще в начале XIX века. Но никто не обратил внимания на предупреждение археолога. А 24 марта подземелье башни залила вода. Она шла не только из колодца, но и била фонтанчиками повсюду (в том числе и в подземном ходе). Необходимо было откачивать воду, но почти две недели ушло на поиски насоса, Когда наконец насос отыскали и установили, вода исчезла так же внезапно, как и появилась. Стеллецкий не мог понять, как строителю Угловой Арсенальной башни Пьетро Антонио Солари удавалось справляться с капризным источником. Разгадка должна была находиться где-то на дне колодца.
Раскопки в подземелье Угловой Арсенальной башни привели к еще одному открытию: родник в ней был заключен первоначально не в колодец, как уверяли все исследователи и историки, а в цистерну. Дно ее залегало на глубине 7 метров от поверхности земли, а диаметр достигал 5 метров. «Цистерна от стен башни спускалась вглубь концентрическими кругами (100) и оканчивалась небольшим круглым дном, выложенным камнем, с доступом для родниковой воды. На известном уровне воды в цистерне были устроены водоотводы, для них был использован подземный ход вдоль кремлевской стены к Царским и Патриаршим палатам» (101), — писал археолог в докладной записке Петерсону. Стеллецкий полагал, что после возведения Арсенала, когда канал в подземном ходе уничтожили, а сам ход замуровали, вода начала подниматься в цистерне все выше и выше, пока не затопила подземелье. В правление императрицы Анны Ивановны стены, подмытые водой почти на метр, отремонтировали, нижнюю часть цистерны засыпали на 1,5 метра строительным мусором, на котором и устроили колодезный сруб. В начале XIX века сруб получил новые венцы, а подземелье башни засыпали, но уже землей.