В начале ноября над туннелем образовалась промоина и огромная яма быстро заполнилась водой. Почти сутки все народовольцы-землекопы заваливали яму землей, и их опять никто не заметил. К десятому ноября туннель был закончен, и в большом ящике с фарфором к Сухоруковым привез динамит Николай Кибальчич, производивший его в домашних условиях в обычной петербургской квартире в Троицком переулке. Мина была установлена, и все народовольцы, кроме Перовской и Ширяева покинули дом с мезонином и уехали из Москвы. Вечером 18 ноября стало известно о неудаче Желябова в Запорожье. В ночь 19 ноября к Москве шли оба царские поезда. Софья пропустила первый и подала сигнал Ширяеву при подходе второго состава. Мина взорвалась точно под четвертым вагоном. Царский поезд встал на дыбы. Императора спасло то, что в Туле его поезд обогнал свитский эшелон и прошел на Москву первым, а не вторым, нарушив порядок следования из Севастополя. Гольденберг с динамитом уже был арестован в Елисаветграде и охрана Александра II, возможно, приняла решение поменять поезда местами. Народовольцы взорвали царский буфет и обошлись без человеческих жертв. Позднее А. Михайлов говорил на суде: «Наступил критический день 19 ноября. Время прибытия двух царских поездов в Москву было назначено между десятью и одиннадцатью часами вечера. Не было тайной для многих москвичей, что царь прибудет в десять часов. Это подтверждали и другие, более веские данные, заставлявшие обратить взоры на первый поезд. Но царский поезд промчался в начале десятого и был принят за пробный, иногда следующий впереди царского. Второй поезд, шедший в десять часов с небольшим, совпал со временем, назначенным для царского, и пострадал. Способствовало, как побочное обстоятельство, этой ошибке еще то, что удивительно быстро мчавшийся царский поезд, как говорят очевидцы, был окутан выпускаемыми локомотивом парами и казался состоящим из двух-трех вагонов».
Ширяева никто никогда не видел в доме с мезонином, и он благополучно покинул Москву. Когда загримированная Перовская следующим вечером уезжала из Москвы в Петербург, весь вокзал был забит жандармами и полицейскими, около которых находились все соседи Сухоруковых из Рогожско-Симоновской заставы. Переодевшуюся на второй квартире богатую барыню Перовскую никто не опознал. Жандармы светили фонарями в лица пассажиров, сверяя их с листами, которые они держали в руках: «Сухоруковы – молодой человек лет двадцати пять, блондин, женщина-блондинка, лет восемнадцати, очень хороша собой». Описание не помогло, «московские взрыватели» исчезли в этот раз бесследно. В Москве и Петербурге власти были ошарашены взрывом. Впервые стоявшие в оцеплении полицейские при проходе царя поворачивались к нему спиной, всматриваясь в толпу и ища революционеров, но это было только начало. Несмотря на то, что царя в этот раз взорвать не удалось, народовольцы решили заявить о себе Российской империи: «Против опирающейся на военную силу централизованной власти только силой может бороться тайная централизованная организация. Народное Благо и Народная Воля – два наших священнейших и неразрывно связанных принципа». Народовольцы бросили самодержавию открытый вызов на дуэль, ценой которой было будущее империи. Уже в ноябре, через несколько дней после московского взрыва, вся Россия читала «Воззвание Исполнительного Комитета «Народной воли»»:
«19 ноября этого года под Москвой, на линии Московско-Курской железной дороги по постановлению Исполнительного Комитета произведено было покушение на жизнь Александра II с помощью взрыва царского поезда. Попытка не удалась. Причины ошибки мы не находим удобным публиковать в настоящее время. Мы уверены, что наши агенты не будут обескуражены неудачей, а почерпнут из этого случая только новый опыт и урок осмотрительности, а также новую уверенность в свои силы и в возможность успешной борьбы.
Мы обращаемся ко всем честным русским гражданам, кому дорога свобода, кому святы народная воля и народные интересы. Мы напоминаем, что Александр II – олицетворение лицемерного, всерастлевающего, трусливого и кровожадного деспотизма. Нет ни одной деревни, которая бы не насчитывала нескольких мучеников, сосланных в Сибирь за отстаивание мирских интересов, за протест против администрации. В интеллигенции – десятки тысяч человек нескончаемой вереницей тянутся в ссылку, в Сибирь, на каторгу, только за служение народу, за дух свободы, за высокое гражданское развитие. Этот гибельный процесс истребления упрощается уже до виселицы. Александр II – главный представитель узурпации народного самодержавия, главный столп реакции, главный виновник судебных убийств. Четырнадцать казней на его совести; сотни замученных и тысячи страдальцев вопиют об отмщении. Царь заслуживает смертной казни за всю кровь, пролитую им, за все созданные им муки.