Позже он рассказывал: «Подъехал прямо к квартире Владимира Ильича во двор. Здесь мы все трое помогли выйти Владимиру Ильичу из автомобиля… стали просить и умолять его, чтобы он разрешил нам внести его, но никакие уговоры не помогли, и он твердо сказал: «Я пойду сам»… И он, опираясь на нас, пошел по крутой лестнице на третий этаж»…
Террористку задержал помощник военного комиссара 5‐й Московской пехотной дивизии С. Батулин. После митинга он застрял в заторе, созданном Новиковым, и, выбравшись с задержкой в 1–2 минуты во двор, поспешил к группе, собравшейся около автомобиля. Когда до нее оставалось 10–15 шагов, прогремели выстрелы, и Ленин упал на землю лицом вниз.
— Я понял, что на жизнь товарища Ленина было произведено покушение, — показывал Батулин. — Человека, стрелявшего в товарища Ленина, я не видел. Я не растерялся и закричал: «Держите убийцу товарища Ленина!» И с этими криками выбежал на Серпуховку, по которой одиночками и группами бежали в различном направлении, перепуганные выстрелами, люди.
Добежав до стрелки, Батулин остановился. Ловить было некого. И вдруг позади себя около дерева он увидел странного вида женщину с портфелем и зонтиком в руках. Заподозрив в ней человека, стрелявшего в Ленина, помощник комиссара задержал ее и повел обратно на завод, где возмущенные рабочие едва не учинили над ней самосуд. Активисты вызвали заводскую машину и доставили Каплан в Замоскворецкий военный комиссариат.
Здесь ее тщательно обыскали, и в присутствии председателя Московского трибунала Дьяконова, комиссара Замоскворечья Косиора, Батулина, комиссара Пиотровского и рабочего завода имени Михельсона Уварова она сделала официальное заявление:
«Я — Фанни Ефимовна Каплан. Под этим именем отбывала каторгу в Акатуе. На каторге пробыла 11 лет. Сегодня я стреляла в Ленина. Я стреляла по собственному побуждению. Я считаю его предателем революции. Ни к какой партии не принадлежу, но считаю себя социалисткой».
Затем она ответила на ряд вопросов: возраст — 28 лет; место рождения — Виленская губерния; в Акатуе сидела как анархистка, хотя теперь к ним не принадлежит; в Ленина стреляла по собственному решению, так как он «подрывает у трудящихся веру в народовластие». На вопросы о том, сколько раз выстрелила, какой системы её пистолет, кто её знакомые, были ли у неё сообщники, каковы их политические взгляды, отвечать отказалась. Подписать протокол допроса отказалась. Его подписали как свидетели Батулин, Пиотровский и Уваров.
В 11.30 вечера допрос в Замоскворецком комиссариате закончился, и Каплан отправили на Лубянку в ВЧК. Здесь в первом часу ночи было проведено еще четыре допроса. Первым допрашивал заместитель Дзержинского Петерс, вторым — нарком юстиции Курский, третьим — снова Петерс, четвертым — заведующий отделом ВЧК Скрыпник. Допросы завершились в 2.25 утра и заняли в общей сложности около полутора часов. Каплан твердила, что в Ленина стреляла она, но не сказала ничего, что позволило бы выявить подлинных организаторов покушения.
Утром 3 сентября на Лубянку явился комендант Кремля, бывший балтийский матрос Мальков, с предписанием перевести Каплан в Кремль под охрану латышских стрелков. Через несколько часов секретарь ВЦИК Аванесов вручил Малькову постановление ВЧК о расстреле Каплан.
— Когда? — спросил Мальков.
— Сегодня. Немедленно, — ответил Аванесов и, помолчав минуту, спросил: — Где лучше?
— Пожалуй, во дворе Авто-броневого отряда, в тупике.
— Где закопаем? — поинтересовался Мальков.
— Этого мы не предусмотрели. Надо спросить у Якова Михайловича.
Пошли к Свердлову. В кабинете Аванесов спросил: где хоронить Каплан? И тут, как вспоминает Мальков, Яков Михайлович жестко и раздельно произнес: «Хоронить Каплан не будем. Останки уничтожить без следа»…
Мальков отправился в комендатуру, вызвал несколько латышских стрелков-коммунистов и вместе с ними отправился в Авто-броневой отряд, где велел выкатить из боксов несколько грузовиков и запустить моторы, а в тупик загнать легковую машину… Поставив в воротах двух латышей, которым было запрещено кого-либо пропускать, он пошел за Каплан и через несколько минут вывел ее во двор отряда.
Здесь на шум прибежал Демьян Бедный, квартира которого находилась как раз над Авто-броневым отрядом. Он понял, в чем дело, но не ушел и стал свидетелем расстрела Каплан. В 4 часа дня 3 сентября 1918 года приговор был исполнен. «Исполнил его я, член партии большевиков, матрос Балтийского флота, комендант Московского Кремля Павел Дмитриевич Мальков — собственноручно», — рассказывал Мальков. Тело Каплан было сожжено в железной бочке в Александровском саду…