Охранник первым заметил убегающего Желвакова и с криком: «Ловите!.. Держите!.. Убили среди бела дня!..» — бросился в погоню. Толпа подхватила вопли охранника. Крики всполошили рабочих угольного склада. Рабочий Лобзин, или, как его прозвали уличные босяки, «Монах», и отставной солдат Некрасов, работавший на складе сторожем, также кинулись за Желваковым. Николай недаром говорил Халтурину, что бегает прекрасно: погоня отставала.
Халтурин, с волнением наблюдавший за погоней, вдруг заметил, что у конца узкого спуска на Гаванную улицу собрался народ, привлеченный сюда криками и выстрелами. Им не трудно было обнаружить, что бегущий направляет свой бег прямо к дрожкам, запряженным белой лошадью. Многие бросились к концу спуска, чтобы в узком месте задержать беглеца, другие окружили пролетку Халтурина, еще не подозревая в нем участника покушения.
Желваков заметно устал, но, увидев, что дорогу к Халтурину прикрыла новая группа людей, Николай сделал последнее усилие; бросив револьвер, в котором все патроны уже были расстреляны, он выхватил из кармана новый и начал стрелять, ранив несколько человек. В это время его настигли преследователи, бежавшие за ним с бульвара. Выхода не было, обернувшись к ним лицом, Желваков в упор выстрелил в «Монаха» и Некрасова, подоспевших первыми, оба они были ранены и отскочили. Но барабан второго револьвера теперь также был пуст. Желваков не сдавался: в запасе имелся кинжал.
Халтурин не мог больше ждать, Николаю одному не отбиться, и Степан соскочил с козел, но зацепился за колесо и упал. Быстро поднявшись, Халтурин вскинул револьвер и побежал, стреляя на ходу. Только теперь люди, находившиеся вблизи дрожек, поняли, что Халтурин не просто извозчик, наблюдавший за происшествием, а соучастник. За Степаном побежал околоточный надзиратель Гаврилов, коллежский секретарь Игнатович и двое рабочих. Желваков отбивался кинжалом. Халтурину было трудно бежать, он задыхался, и его быстро настигли. Два выстрела — дорога снова свободна, но в этот момент здоровенный приказчик подставил Халтурину ножку. Степан опять упал, на него навалились.
— Оставьте! Я социалист! Я за вас… — прохрипел Халтурин.
— Чтоб ты так жил, как ты за нас! — заорал приказчик. К нему на помощь подскочили раненый Некрасов, Игнатович, полиция. Халтурина схватили, связали. Желваков тоже уже лежал скрученный на земле.
Между тем на бульваре царило смятение, прибыл генерал-губернатор Гурко, он так был растерян, что смог только отдать распоряжение, чтобы тело Стрельникова перенесли в Петербургскую гостиницу.
Между тем по городу с невероятной быстротой распространялись противоречивые слухи, догоняя и взаимно исключая друг друга: «На бульваре убили губернатора…», «Нет, нет, не губернатора, а градоначальника, похитили 1 000 рублей и скрылись», «Какое там скрылись, поймали голубчиков, намяли им бока да в кутузку отправили». Наконец имя Стрельникова вытеснило все остальные имена и звания, ночью вся Одесса знала, что убийство было политическое. Страх обывателей, негодование чиновников сменились затаенной радостью. Рабочая окраина и ликовала и хмурилась — ведь кто же знал, что те «добры молодцы» самого прокурора ненавистного прихлопнули, знали б ребята с угольного склада, то не только б не словили, а удрать помогли. Коллежский секретарь Игнатович ночью заболел, у него начался сильный приступ нервной лихорадки. Сдирая с себя одеяло, он вскакивал с постели, рвал волосы и чуть не кричал в горячечном бреду: «Подлец!.. Мерзавец!.. Иуда!.. Кого словил, кого загубил, героя, избавителя, пес шелудивый…» Хозяева квартиры связали чиновника, скоро он затих.
Но Одесса не спала в эту ночь. В окнах горел свет, хотя улицы были пустынны. Генерал-губернатор Гурко не на шутку встревожился, а ну, как взбунтуется чернь да попытается отбить арестованных, на всю Россию прославишься. Конная полиция, пешие патрули всю ночь дежурили на улицах. Здание полицейского управления, куда доставили террористов, было окружено двойным кордоном жандармов, к нему никого не допускали, гнали прочь с тротуара.
Допрос длился целую ночь. За столом, сменяя друг друга, сидели губернатор, полицмейстер, градоначальник, вызывались свидетели, участники поимки убийц. На столе перед судьями лежали 3 револьвера, 24 патрона к ним, 3 кинжала, склянка с ядом, 3 паспорта, черновик листовки, еще какая-то рукопись, 100 рублей одной бумажкой. Уже несколько часов следователи бились над тем, чтобы установить подлинные имена арестованных. По паспорту, отобранному у Халтурина, он значился мещанином Алексеем Добровидовым, но когда его спросили, он назвался Константином Ивановичем Степановым, что подтверждалось другим паспортом, также обнаруженным у Степана Николаевича. Желваков имел паспорт на имя дворянина Николая Сергеевича Косогорского. Следователи не верили ни паспортам, ни словам допрашиваемых, но все их попытки узнать правду ни к чему не привели.