В конце августа член группы Шульце-Бойзена Хорст Хайльман, имевший связи в шифровальном отделе ОКВ, узнал о том, что гестапо подобрало ключи к радиопередачам советских подпольных агентов. Он попытался предупредить Старшину, но было уже поздно. Среди подпольщиков начались аресты. 31 августа 1942 года был арестован X. Шульце-Бойзен, 3 сентября арестован А. Харнак и жена Шульце-Бойзена Либертас, 12 сентября арестована И. Штебе. Вслед за ними были арестован А. Кукхоф, В. Леман, а также другие члены групп Корсиканца, Старшины и Старика. Более того, воспользовавшись тем, что в Центре не смогли понять сигнал Барта и Хесслера о работе под контролем, немецкая контрразведка начала сложную радиоигру «функшпиль» с Москвой.
8 октября 1942 года гестапо якобы от имени «Альты» послало в Москву сообщение с просьбой выслать деньги и новые инструкции для ее агента в министерстве иностранных дел, чтобы активизировать его деятельность, ставшую в последнее время несколько пассивной. В Разведупре приняли это сообщение за чистую монету. Поэтому в середине октября агент Разведупра Генрих Кенен (Генри) был сброшен с парашютом в Восточной Пруссии. Он должен был под видом направляющегося в краткосрочный отпуск солдата-фронтовика прибыть в Берлин и установить контакт со Штебе и фон Шелией. В качестве вещественного пароля к Арийцу у него была расписка последнего на полученные в 1938 году 6500 долларов.
Но по приезде в Берлин Кенен сразу же попал в руки гестапо, сотрудники которого обнаружили у него передатчик, деньги и расписку. Получив необходимые доказательства, немецкая контрразведка в конце октября немедленно арестовала только что вернувшегося из Швейцарии фон Шелию. Он был подвергнут допросу с применением пыток и рассказал все, что знал. Кроме того, он был использован для очных ставок со Штебе, которая до этого категорически отрицала свою причастность к подпольной деятельности. Несмотря на жестокие пытки, она не выдала никого. Поэтому все остальные члены ее подпольной группы избежали ареста и дожили до конца войны.
Как рассказала после войны жена Лемана Маргарита, его срочно вызвали на службу, и больше она его не видела. В архивах гестапо по делу «Красная капелла» Леман не упоминается, хотя Барт там фигурирует. Сохранилась лишь его регистрационная карточка в архиве тюрьмы Плетцензее в Берлине. Вполне возможно, что дело Лемана было уничтожено, дабы не бросать тень на гестапо, в рядах которого оказался советский агент. Поэтому неизвестно, что следователи смогли вытянуть из него. Но, судя по мемуарам Шелленберга, Леману удалось основательно их запутать. В безнадежной попытке спасти себе жизнь Леман объяснил свое предательство шантажом со стороны члена КПГ немца Мецгера, а также сумел убедить гестапо в том, что начал работать на него только в 1936 году.
Однако участь Лемана была решена. И в том же 1942 году один из сослуживцев Лемана тайком сообщил его жене, что ее муж почти сразу после ареста был расстрелян.
В ходе следствия по берлинским подпольным группам гестапо было арестовано 130 человек. Причем многие из них не занимались разведывательной работой в пользу СССР, а являлись антифашистами. Но руководство нацистских спецслужб, и прежде всего начальник гестапо Генрих Мюллер и начальник внешней разведки СД Вальтер Шелленберг, всех арестованных причислили к советским агентам. Уже после войны, пытаясь как-то оправдаться, Шелленберг, характеризуя деятельность берлинских подпольных групп, в своих воспоминаниях писал:
Гитлер, Геринг и Гиммлер лично следили за ходом следствия. Чтобы дело «Красной капеллы» не получило огласки, его объявили совершенно секретным. На допросах в гестапо от пыток погибли семь человек, а еще трое покончили жизнь самоубийством. Состоявшийся в декабре 1942 года суд приговорил руководителей подполья к смертной казни, огласив 6 января 1943 года следующий приговор: