Шмаковым, несмотря на ранения, было организовано преследование, в котором приняло участие до 50 военнослужащих, ехавших в остановленном поезде. В результате неизвестных примерно в километре от железной дороги удалось настигнуть и одного из них, раненного в руку и в бедро, захватить живым. Двое других при попытке задержания, укрывшись за кустарником, оказали вооруженное сопротивление. Несмотря на призывы Шмакова взять неизвестных живыми, военнослужащие, участвовавшие в преследовании, открыли стрельбу из пистолетов и автоматов на поражение, в результате чего один из неизвестных был убит, а другой тяжело ранен одиннадцатью пулями и, не приходя в сознание, спустя сорок минут умер.
При тщательном обыске района задержания и трупов обнаружено: рация портативная приемопередающая «Эри» мощностью 25 ватт, в рабочем состоянии, таблицы пятизначного шифра, 3 пистолета «ТТ», к ним 47 патронов, 2 пистолета «вальтер» № 2 и к ним 29 патронов, ножей финских два, складной – один, 2 компаса, трое наручных часов, крупномасштабные карты районов Литвы и Западной Белоруссии, перешифровальных блокнота 2, листки с записями разведывательного характера, а также запасные бланки: офицерских удостоверений 5, командировочных предписаний 17, продаттестатов 9, вещевых книжек 6, партийных билетов 4, комсомольский – 1.
В момент задержания неизвестными были предъявлены документы, заполненные на имя капитана Дзюбенко Кузьмы Остаповича, лейтенанта Шипулина Павла Ивановича и старшины Захарова Федора Петровича.
Захваченному живым агенту, имевшему документы на имя Захарова, оказана необходимая медицинская помощь. Его попытка покончить жизнь самоубийством была своевременно блокирована, и состояние после переливания крови является вполне удовлетворительным. Трижды предупрежденный об уголовной ответственности за отказ от дачи показаний, он, однако, за два с половиной часа допроса не произнес ни слова, и получение от него в ближайшее время каких-либо сведений, способствовавших бы установлению его личности или же личности двух других убитых агентов, представляется маловероятным.
Антропометрическим обмером бицепсов и сравнительным осмотром грудных и трапециевидных мышц установлено, что один из убитых, одетый в форму лейтенанта, был левша. Как он, так и одетый в форму капитана, по признакам словесного портрета, имеют некоторое сходство с фигурантами чрезвычайного розыска. Обнаруженные у них записи разведывательного характера также дают основания полагать, что они и являются особо опасными агентами, разыскиваемыми по делу «Неман».