3 (15) марта по наводке Рысакова следователи нагрянули на конспиративную квартиру в доме номер 5 по Тележной улице. Желая произвести эффект внезапности, полиция явилась на адрес ночью. После стука в дверь с требованием впустить их в квартиру для проведения обыска следователи услышали несколько выстрелов. Затем неизвестная женщина открыла дверь, и в первой же комнате они увидели окровавленного мужчину, который, по-видимому, сам нанес себе несколько ранений из револьвера. От полученных ран он вскоре скончался. В ходе последующей проверки он оказался дворянином Николаем Алексеевичем Саблиным, народовольцем и владельцем этой квартиры. Полиция арестовала открывшую им дверь женщину, ее звали Геся Гельфман, она проживала совместно с Саблиным и также состояла в рядах «Народной воли».
Самым примечательным в квартире, впрочем, оказалось другое: явные следы приготовления к покушению на императора. Как видно из обвинительного акта по уголовному делу, помимо инструментов для изготовления химических смесей, в квартире находились
«две метательные мины, взрывающиеся при бросании от удара, в жестянках, заключающих в себе, как подробно объяснено в заключении и чертежах генерал-майора Федорова, взрывчатый аппарат, который представляет систему сообщающихся друг с другом снарядов: а) с серной кислотой, б) со смесью бертолетовой соли, сахара и сернистой сурьмы, в) с гремучей ртутью и г) из пироксилина, пропитанного нитроглицерином. Передавая друг другу посредством стопина воспламенение, вследствие удара или сотрясения, снаряды эти доводят его наконец до смеси гремучего студня с камфарой, действующего при взрыве в шесть раз сильнее пороха; часть означенного аппарата устроена вдвойне таким образом, чтобы взрыв последовал при падении метательной мины в каком бы то ни было направлении.»
Помимо сырья и приспособлений для создания взрывательных снарядов, следователи изъяли два плана Санкт-Петербурга. На первом типографском плане карандашом было обведено здание Зимнего дворца, тонкие карандашные линии следовали от здания Михайловского манежа вдоль Инженерной улицы, по зданиям Михайловского дворца и Екатерининскому каналу. На втором рукописном плане была схематично изображена местность между Невским проспектом, Екатерининским каналом, Инженерной и Малой Садовой улицами — четырехугольник, в пределах которого произошли основные события 1 (13) марта. Знаками на плане были отмечены участки на Екатерининском канале, Манежной площади и Малой Садовой улице. Следователи поняли, что перед ними находились доказательства тщательно спланированной операции, а квартира выступала местом производства метательных бомб, сбора террористов и выдачи им инструкций.
На этом перипетии с квартирой на Тележной улице не закончились. Утром 3 (15) марта по завершении ночного обыска в дом явился неизвестный молодой мужчина. На вопрос дворника он назвал несуществующий в доме номер квартиры. Его пригласили в квартиру номер 5, где его задержали оставшиеся после обыска полицейские чины. При попытке провести личный досмотр неизвестный выхватил револьвер и сделал несколько выстрелов, ранив двух человек. После того как молодого человека обезоружили и связали, его доставили в управление столичного градоначальника для выяснения личности и производства следственных действий. Он оказался крестьянином Смоленской губернии Тимофеем Михайловым. В его личных вещах обнаружили экземпляр высочайшего Манифеста от 1 (13) марта 1881 года о восшествии на престол императора Александра III. На обороте Манифеста следователи прочитали начертанные от руки адреса трех мест в Санкт-Петербурге, среди которых значилась кондитерская Исакова на углу Невского проспекта и Малой Садовой улицы с обозначением времени 4 часов. Вполне предсказуемо, что полиция нагрянула в кондитерскую и раскрыла следующее звено в преступной цепочке.
Кондитерская Исакова располагалась в доме графа Менгдена на углу Невского проспекта и Малой Садовой улицы. По словам дворников в том же доме в подвальном помещении находилась странная лавка. Она вызывала подозрение тем, что торговля велась для вида и не привлекала много покупателей. Содержатели лавки, семейная чета Кобозевых, внезапно скрылась сразу после известных событий, связанных с убийством императора. В лавке после этого была обнаружена земля и инструменты для выполнения земляных работ. 4 (16) марта полиция произвела осмотр торгового помещения и в смежной с лавкой жилой комнатке обнаружила подкоп, доведенный до проезжей части Малой Садовой улицы.