По настоянию Бурцева в октябре 1908 года в Париже состоялся третейский суд, в котором приняли участие авторитетнейшие революционеры: П. Кропоткин, В. Фигнер и Г. Лопатин. На суде Бурцев заявил, что бывший директор Департамента полиции А. Лопухин подтвердил «провокаторство» Азефа. Вскоре Лопухин подробно рассказал о предательстве и провокаторской деятельности Азефа в рядах партии лидерам эсеров Чернову, Савинкову и Аргунову. Даже когда стало известно, что Лопухин подтвердил подозрения Бурцева, один из членов ЦК партии эсеров бросил Бурцеву: «Азеф и партия – одно и то же…»
Мало кто тогда верил в предательство Азефа. «Если Азеф – провокатор, так мы все – провокаторы!», «…если Азеф – провокатор, то нам пришлось бы всем пустить себе пулю в лоб», – заявляли члены Центрального комитета партии эсеров. Савинков писал: «Я был связан с Азефом дружбой. Долговременная совместная террористическая работа сблизила нас. Я знал Азефа как человека большой воли, сильного практического ума и крупного организаторского таланта. Я видел его на работе. Я видел его неуклонную последовательность в революционном действии, его спокойное мужество террориста, наконец, его глубокую нежность к семье. В моих глазах он был даровитым и опытным революционером и твердым решительным человеком. Это мнение в общих чертах разделялось всеми товарищами, работавшими с ним… Ни слухи, ни письмо анонимное 1905 года (о письме 1907 г. я узнал только во время суда над Бурцевым), ни указания Бурцева не заронили во мне и тени сомнений в честности Азефа… моя любовь и уважение к Азефу ими поколеблены не были». Фанатики из боевой организации эсеров грозили «перестрелять весь ЦК», если будет решено казнить Азефа за предательство.
В то же время начальник Московского охранного отделения С. Зубатов писал, что Азеф был личностью «…на все смотрящей с точки зрения выгоды, занимающейся революцией только из-за доходности и службой правительству не по убеждению, а только из-за выгоды». А. Спиридович давал следующую характеристику Азефу: «Редкий эгоист, он руководствовался в своих поступках только личными интересами, для достижения которых считал пригодными все средства – до убийства и предательства включительно…»
Когда предательство Азефа стало отрицать невозможно, к нему отправились три делегата от комиссии ЦК партии эсеров, в том числе Савинков. Хотя провокатор жутко перепугался, он ни в чем не признался, и посланцы лишь обязали его явиться на другой день в условленное место для дачи повторных показаний, дав тем самым ему возможность бежать, что он и сделал. Своим бегством Азеф подтвердил худшие подозрения революционеров.
Соучастие высших чинов царской полиции в самых крупных террористических актах приковало внимание всех слоев общества к имени «великого провокатора». Дело Азефа стало настоящей политической сенсацией, его имя – нарицательным.
В кругу революционеров как в России, так и в среде русских политических эмигрантов, измена Азефа произвела ошеломляющее впечатление. «Азефщина» породила у революционеров общую нравственную подавленность, отвращение к террористической деятельности, недоверие и подозрительность к товарищам-революционерам. В партии социалистов-революционеров дело Азефа вызвало тяжелый кризис, посыпались требования пересмотреть программу и тактику партии. «Дело Азефа – тяжелый удар для партии и революции, – писал Б. Савинков. – Но этот удар тяжел не тем, что подорвано моральное значение террора, – террор Каляева чист, – и не тем, что террор как форма борьбы не возможен: не будет Азефа – будет террор. Этот удар тяжел и страшен другим. В эти темные дни торжества палачей легко упасть духом, легко отречься от старых заветов, легко забыть свое прошлое. Дело Азефа поколеблет слабых, оно может смутить и сильных. Нужна большая любовь, чтобы поднять наше старое знамя, нужна горячая вера. Но ведь вера без дел мертва, честь и победа только за теми, в чьих руках меч».
С января 1909 года член ЦК партии социалистов-революционеров Азеф был объявлен профессиональным провокатором. Партия социалистов-революционеров, убедившись в его измене, вынесла предателю смертный приговор.
Правительство, не имея данных относительно непосредственного участия Азефа в организации политических убийств, продолжало смотреть на него только как на секретного агента полиции. Скандал, раскрывший скрытую борьбу в высших эшелонах имперской власти, «руками революционеров» был погашен. Он был не нужен ни революционерам, ни царю. Премьер Столыпин заявил, что «правительству не было известно», что агент Азеф был одним из руководителей партии эсеров.
«Дело» Азефа, сенсационное по своему характеру, породило огромное количество публикаций. Азеф и его «афера» были на слуху вплоть до 1911 года, когда другой провокатор, Д. Богров, убил премьер-министра России П. Столыпина.