В 1962 году в ходе агентурно-оперативных мероприятий был получен визуально ещё один серьёзный уликовый факт. Оперативники зафиксировали момент фотографирования Пеньковским на подоконнике окна каких-то документов, что дало ещё одно основание подозревать хозяина квартиры в причастности к разведке противника. Надо отметить, что такую «процедуру с бумагами» он проделывал несколько дней подряд.
Участник тех событий И. Ермолаев
22 октября 1962 года, после получения санкции от Генерального прокурора, Пеньковский был арестован при выходе из здания Госкомитета по координации научно-исследовательских работ. В ходе обыска в его квартире чекисты обнаружили тайник с арсеналом шпионского снаряжения: шифры, коды, средства тайнописи, два фотоаппарата «Минокс», микрофотопленки, машинописные листы секретных документов. На столе стояли пишущая машинка, на которой он перепечатывал некоторые записи для того, чтобы легче читались тексты — шпионские донесения — хозяевами в разведцентрах США и Великобритании, и радиоприёмник, на котором прослушивались радиопередачи по линии центр — агент.
Тогда же была изъята и инструкция, по которой он обучался и действовал в личине шпиона. В частности, в ней давались такие рекомендации по радиосвязи: «Мы считаем, что этот способ имеет большие преимущества с точки зрения безопасности… Вам очень важно натренироваться, чтобы Вы могли узнать и записать цифры при передаче… для этого нужно просто регулярно практиковаться». Более детально говорилось о тайниках: «Они будут оставаться основным способом для посылки сообщений и материалов Вами. Для оперативности этого способа нам необходимы описания тайников, обещанные Вами. Вам придется в будущем находить и другие. При выборе тайников имейте в виду, что они должны находиться в местах, нормально доступных иностранцам. Мы считаем, что будет лучше, если мы будем заранее согласовывать день и час, в который Вы будете заряжать условленный тайник, чтобы мы могли его сразу же опустошить, не дожидаясь сигнала…» Дальше в шести пунктах шло подробное разжевывание технологии работы с тайниками.
Спустя некоторое время полковник юстиции в отставке В. Смольников в статье «Неотвратимое возмездие» напишет, что во исполнение этих инструкций «Пеньковский с рвением приступил к выполнению заданий иностранных разведок. Он фотографировал технические отчеты и другие секретные материалы, выуживал данные военного характеpa у своих знакомых военнослужащих, фиксировал те сведения о советском вооружении, которые он получил во время службы в армии».
На следствии, а затем на суде Пеньковский признался, что преступную связь с английской и американской разведками он установил исключительно из корыстных соображении, — не хватало денег на развлечения с собутыльниками и женщинами легкого поведения.
Наглядней всего характеризует авантюризм шпиона его письмо руководству КГБ при СМ СССР, написанное на третий день после ареста.
«Прошу Вас оказать мне доверие и помочь реабилитироваться и вернуться в наше Общество и в свою семью ценой огромнейшей пользы, которую я сейчас ещё имею возможность принести. Я смогу вырвать у врага гораздо больше сведений и материалов, нежели передал.
Это реально с точки зрения сложившихся в настоящее время условии, что является моей жизненной целью. Не превращайте меня в труп — это будет подарком врагу. Забросьте туда, где меня ждут. Большего вреда я уже не принесу, и Вы ничем не рискуете.
Беру на себя следующие условия: если изменю своему обещанию и буду присылать некачественные материалы или „дезу“ — уничтожьте семью, да и со мной Вы можете всегда расправиться. Но этого не будет, В горячем стремлении принести сейчас реальную пользу Родине — моя сила.
Помогите искупить преступление.