Однако страх перед очередным провалом заставил заговорщиков принять многочисленные меры предосторожности и использовать сразу несколько взрывных устройств. Кибальчич, имевший наибольший опыт обращения со взрывчаткой, нес ответственность за эту часть плана и явил пример поразительной изобретательности. В архивах Третьего отделения даже сохранился проект летательного аппарата, изобретенного им в заключении, с прилагавшимся подробным описанием. Этот проект был создан за несколько дней до смерти Кибальчича, который был повешен 3 апреля вместе с основными организаторами покушения — Желябовым, Михайловым, Перовской и Рысаковым. Орудие убийства, тщательно им изготовленное и продемонстрированное публике в ходе судебного процесса 26 марта, было сконструировано с поразительной точностью. Нитроглицериновые бомбы взрывались с расстояния одного метра, отличались высокой надежностью и поражали наверняка не только объект, на который были направлены, но также с определенной долей вероятности и метателя, поскольку тот был вынужден бросать бомбу с очень близкого расстояния и рисковал при этом быть задетым взрывом или схваченным на месте.
Итак, первая часть плана была посвящена изучению маршрута движения императора. Софья Перовская и ее юные приспешники установили, что император неизменно выбирал один из двух маршрутов, двигаясь либо вдоль Екатерининского канала, либо по Невскому проспекту и Малой Садовой улице, причем второй маршрут был для него более привычен. Было решено заминировать один из этих путей.
Были разработаны два возможных плана действий. На Екатерининском канале Софья Перовская заметила, что, делая поворот, кучер вынужден притормозить лошадей, которые сразу переходили почти что на шаг; из этого она заключила, что именно здесь необходимо было провести покушение в том случае, если Александр II выберет данный маршрут. Одному из бомбометателей полагалось занять позицию в этом месте.
На Малой Садовой было решено заминировать проезд, чтобы императорский экипаж взлетел на воздух, а для того, чтобы в случае необходимости завершить начатое и не дать свершиться новому чуду, террористы должны были расположиться поблизости, готовые лично метнуть бомбы. Наконец, Желябов, соответствующим образом экипированный, мог вмешаться и произвести выстрел из огнестрельного оружия или нанести удар кинжалом. Все было предусмотрено для того, чтобы император не смог избежать серии последовательных ударов.
В целях выполнения столь сложной программы, требовалось прежде всего найти подходящий способ сделать подкоп под Малую Садовую. Террористы сняли расположенное на этой улице строение, заявив, что в нем будет располагаться сырная лавка. Баранников умело провернул операцию по найму помещения, доверив ее двоим своим сообщникам, Юрию Богдановичу и Евдокии Якимовой, для этого дела выступившим в качестве супругов Кобозевых.