Фуше и его помощник Реаль возглавили следствие. На месте взрыва был обнаружен труп лошади, запряженной в телегу с адской машиной. Произведенный опрос торговцев лошадьми позволил быстро установить, что эта лошадь была куплена неким Карбоном. Полиция еще ранее узнала, что Карбон — слуга шуанов, прибывших в Париж. Начались поиски. Лимоелан успел с помощью родственников сбежать в Бретань, прежде чем ловушка захлопнулась. Потом он эмигрировал в Америку. Карбон 18 января 1801 г. был схвачен в кабаре, куда захаживал, покидая свое тайное убежище. Карбон выдал двух шуанов, помогавших Сен-Режану и Лимое-лану. Самого Сен-Режана сначала захватить не удалось — он покинул конспиративную квартиру за два часа до прихода полиции, но забыл сжечь бумаги. На этой квартире полицейские Фуше нашли письмо Кадудаля и отчет Сен-Режана о подготовке покушения. Получив дополнительные данные, полиция стала арестовывать одного за другим помощников заговорщиков, кроме нескольких, за которыми было установлено наблюдение. Оно навело на след Сен-Режана, который был захвачен и вместе с Карбоном казнен 20 апреля 1801 г. Фуше подослал к Кадудалю двух агентов, чтобы отправить руководителя шуанов. Кадудалю удалось раскрыть план министра полиции. Суд был скорый: оба агента были повешены на ближайших деревьях. Чувствуя, что земля начала гореть под ногами, Кадудаль снова вынужден был покинуть пределы Франции.
Через несколько месяцев после неудачного покушения на улице Сен-Никез в другой столице Европы — Петербурге увенчался успехом заговор гвардейских офицеров против императора Павла, начавшего проводить политику сближения с Францией. Для всех было ясно, что нити заговора, как и при парижском покушении, тянулись в Лондон. Недаром Наполеон, узнав о событиях в русской столице, воскликнул: «Англичане промахнулись по мне в Париже 3 нивоза, но они не промахнулись в Петербурге!» Английская разведка, впрочем, пыталась исправить и свой «промах» в Париже.
В начале 1803 г. находившиеся в Англии Кадудаль и его помощники предложили графу д'Артуа, брату Людовика XVIII, план нового покушения на Наполеона. В случае удачи власть должны были захватить популярный генерал Моро (которого считали республиканцем, находившимся в оппозиции к Бонапарту, но который скрыто сочувствовал роялистам) и генерал Пишегрго, высланный в колонию и бежавший оттуда в Англию. Позднее для руководства роялистами во Францию должен был приехать кто-либо из принцев королевского дома — граф д'Артуа или герцог Беррийский. Кое-что о новом заговоре (но без конкретных имен и точных данных) Наполеон узнал от своих разведчиков, подосланных к английским дипломатам (об этом ниже). Консульская полиция долгое время не мешала действиям роялистов. Наполеон хотел, чтобы Моро скомпрометировал себя участием в заговоре и чтобы во Францию прибыли и попали в заранее расставленную ловушку бурбонские принцы.