После покушения Д. Каракозова в мае 1866 года Третье отделение и МВД создали особую команду для охраны императора из трех руководителей, десяти тайных агентов и ста стражников. В охранительную команду набирались жандармы и полицейские из Варшавы и Риги. В июне 1879 года группа «Свобода и смерть» «Земли и воли» в своей газете уже дала для подданных подробное описание работы царских телохранителей, особенно говоря об их явно узнаваемости. Охранники всегда предварительно осматривали местность, в которую ожидался приезд царя, встречали, провожали и сопровождали Александра II при его поездках по России и Европе. Посты штатской охраны были установлены и у резиденции цесаревича Александра Аничкова дворца. После покушения А. Соловьева в апреле 1879 года во главе охранной команды был поставлен двадцатичетырехлетний жандармский капитан Карл Кох, сбивший с ног Соловьева во время его четвертого и пятого выстрела в царя. Император и наследник престола прекратили свободные прогулки по столице империи и выезжали из своих дворцов под официальным гвардейским конвоем и неофициальной охраной. Конвойные функции выполняли терские и кубанские казаки лейб-гусарского Казачьего полка.
Народовольцы понимали, что время нападения на Александра II одиночки с револьвером давно прошло. Царя решили взорвать в его резиденции, в Зимнем дворце, и на железной дороге, во время возвращения его в Петербург из Крыма. Одновременно готовили четыре взрыва – особо секретный в Зимнем, подготовлением которого занимался Степан Халтурин и взрывы под Одессой, в Запорожье и под Москвой. Под Одессу поехали Михаил Фроленко, Вера Фигнер, Татьяна Лебедева и Николай Кибальчич. Одним из их помощников был рабочий В. Меркулов, позднее, во время ареста в феврале 1881 года, рассказавший жандармам все, что узнал за два года в «Народной воле», а знал он много. В Запорожье, под Александровск, поехали Андрей Желябов, Анна Якимова, рабочий Иван Окладский, после ареста летом 1880 года рассказавший полиции и жандармам очень много подробностей о деятельности «Народной воли». Именно Окладский в закрытой карете сутками ездил по улицам Петербурга, выискивая народовольцев, а знал он почти всех. Именно Окладский опознал случайно задержанных А. Михайлова и А. Желябова, имевших настоящие паспорта на другие фамилии, он опознал половину задержанных и неизвестных полиции народовольцев, имевших абсолютно надежные настоящие документы. Под Москвой рыли колоссальный подкоп Александр Михайлов, Андрей Баранников, Лев Гартман, Сергей Ширяев, Григорий Исаев, Софья Перовская и Григорий Гольденберг, арестованный в ноябре 1879 года и весной 1880 года рассказавший полиции все, что знал о «Народной воле» и ста пятидесяти ее членах. Обычно царь возвращался из Крыма в Санкт-Петербург в середине ноября и у революционеров для подготовки трех взрывов оставалось менее трех месяцев.
В сентябре 1879 года Вера Фигнер под видом знатной дамы с большим грузом динамита приехала в Одессу. Вместе с ожидавшим ее Кибальчичем она сняла квартиру в доме 66 на Екатерининской улице, где они поселились как супруги Иваницкие. Чуть позже в Одессу приехали Фроленко, Колодкевич и Лебедева. На Екатерининской улице хранился динамит, пироксилин, запалы, Кибальчич готовил все для взрыва. Первоначально одесская группа планировала заложить динамит на рельсы у города ночью между поездами и с помощью длинной проволоки замкнуть контакты. Дорога часто осматривалась, а при приближении царского поезда контроль над железнодорожными путями был бы еще более усилен. Народовольцы решили взорвать царя прямо из будки путевого обходчика. Нужно было устраиваться на работу на железную дорогу.