Из-за последнего в декабре 1985 года под контролем ЦК КПСС началась операция «Лесополоса», нацеленная на поимку самого жестокого и неуловимого маньяка за всю историю. В ходе оперативно-разыскных мероприятий были проверены на причастность к убийствам более двухсот тысяч человек и раскрыты более тысячи преступлений. При этом делом «убийцы из лесополосы» занимались не только сыщики под руководством заместителя начальника следственной части Прокуратуры РСФСР Иссы Костоева, но и психологи, а также дружинники, патрулировавшие улицы города и лесополосы.
В числе последних помогал милиции ловить самого себя и Чикатило. А еще был из-за этого в курсе всех дел, поэтому в какой-то момент из-за масштабов развернутых поисков и стоявших буквально на каждом углу полицейских и дружинников решил затаиться. Так, за весь 1986 год он не совершил в Ростовской области ни одного преступления, а в следующем году действовал только «на выезде» – за пределами области. За этот год он оставил свой след в УССР, а также в Свердловской и Ленинградской областях. Так число его жертв к концу 1987 года достигло 37 человек.
А в деле между тем появился психологический портрет убийцы, составленный психиатром Александром Бухановским. Он отмечал, что преступник по прозвищу Гражданин Икс, вероятнее всего, был обычным человеком, имел семью, детей и работу, не страдал психозом или умственной отсталостью и имел четкий план своих действий. Также психиатр отмечал гетеросексуальность преступника, несмотря на то что среди жертв были и мальчики, а также считал его некросадистом, любящим наблюдать за мучениями жертв и их смертью ради сексуального удовлетворения. Кроме того, Бухановский полагал, что серийный убийца выкалывал глаза своим жертвам потому, что боялся их взгляда. Во всем этом психиатр не ошибся. Поправку имела лишь манипуляция с глазами. Чикатило не только выкалывал, но и завязывал глаза своим жертвам перед убийством не из-за страха, а потому что верил, что изображение последнего, что видит человек перед смертью, остается на сетчатке глаза.
Кроме психологического портрета маньяка у сыщиков был и его фоторобот. Однако подходили под него очень многие. И пока милиционеры самоотверженно искали преступника, уже через год тот бесстрашно продолжил свои злодеяния, возвращая локацию убийств в Ростов.
Это продлилось еще несколько лет и закончилось только 6 ноября 1990 года. В этот день Чикатило совершил свое последнее убийство. Тогда он заманил 22-летнюю Светлану Коростик, предоставляющую секс-услуги, в лес, а когда убил ее, вышел из полосы около железнодорожной платформы Лесхоз перегона Сулин – Лесостепь, тут же попавшись на глаза оперативникам, дежурившим неподалеку. Его решили остановить из-за странного внешнего вида. Что делал мужчина в костюме и при галстуке в лесу? У Чикатило проверили документы и, зафиксировав данные, отпустили, не имея оснований для ареста. Однако это помогло позже: когда через несколько дней труп Коростик был обнаружен, а дата убийства установлена.
Тогда Исса Костоев стал проверять рапорты милиционеров, которые дежурили у платформы в день совершения преступления и фиксировали всех проходящих мимо подозрительных личностей. Взгляд сыщика зацепился за знакомую фамилию – Чикатило. Тот самый задержанный в 1984 году мужчина с веревкой, ножом и вазелином в портфеле. Было решено установить за ним негласное наблюдение.
С 17 ноября оперативники вели Андрея повсюду и едва ли не в первый же день заметили, что он вновь навязчиво пытается знакомиться с девушками и молодыми людьми, а еще часто бывает там, где «убийца из лесополосы» совершает свои преступления. Этого было достаточно для ареста.
На часах было около пяти вечера, когда 20 ноября 1990 года Чикатило задержали во время попытки познакомиться с несовершеннолетним мальчиком. Он шел из поликлиники, в которой сделал рентген своего прокушенного последней жертвой пальца, оказавшегося сломанным, затем зашел за пивом, а по дороге от пивного ларька пристал к подростку. Трое оперативников скрутили его в считаные минуты, а затем повезли в отдел.
Вызванное подкрепление между тем направилось к Чикатило домой. Там в ходе обыска были найдены двадцать три ножа, молоток, а также портфель с уже знакомым набором: веревкой, ножом и вазелином. Сверили также отпечаток подошвы обуви Андрея с отпечатком обуви, оставленным убийцей рядом с одной из жертв, – они совпали.