Историк Корнелий Федорович Шацилло отмечал: «В министерстве опять поползли слухи о том, что руководимое Мясоедовым акционерное общество нарушает российские законы – перевозит беспаспортных эмигрантов, нечетко ведет отчетность, носит русскую вывеску, а по сути дела, является филиалом немецкой фирмы. В какой мере эти слухи соответствовали действительности, сказать трудно. Присланный расследовать дело чиновник для особых поручений при Министерстве внутренних дел пришел к выводу, что „Северо-Западное пароходство“ является чисто коммерческим учреждением и никакими противозаконными делами не занимается».
В 1909 году Мясоедов познакомился с военным министром Владимиром Александровичем Сухомлиновым, а спустя два года его восстановили на службе и он перешел в Военное министерство. Вот тогда-то и прозвучали обвинения Мясоедова в шпионаже в пользу Австрии. В тот раз ему удалось «отбиться»…
Когда началась Первая мировая война, Сергея Мясоедова призвали в армию – сначала в ополчение, но затем он подал просьбу начальнику штаба 10-й армии о зачислении на какую-нибудь должность. Она была расквартирована в районе его прежней службы в Вержболове. «Знаю в совершенстве немецкий язык, Восточную Пруссию, в которой производил разведки», – писал Мясоедов в рапорте. Вскоре ему предложили должность переводчика, и он энергично взялся за новую работу.
Как следовало из его собственного рапорта, он ходил с разведчиками в тыл немецких войск, «чрезвычайно умело получал ценные сведения», «содействовал успешности действий войсковой разведки», под огнем «ободрял примером». Служебная характеристика умалчивала, что он занимался мародерством: забирал из брошенных домов, оставленных в Восточной Пруссии при отступлении немецких войск, самые разные ценности. И тем самым ускорил свой бесславный конец.
В феврале 1915 года по инициативе генерал-квартирмейстера Северо-Западного фронта М.Д. Бонч-Бруевича и начальника контрразведки штаба фронта Н.С. Батюшина Мясоедова арестовали, обвинили в шпионаже и мародерстве. Главной уликой стали показания подпоручика Якова Колаковского, который попал в немецкий плен и, дабы выбраться из него, согласился работать на германскую разведку.
В декабре 1914 года он явился к российскому военному агенту в Стокгольме Кандаурову и поведал, что, находясь в плену, предложил немцам сделаться для них шпионом. Уже в России он показал: «При отправлении меня в Россию из Берлина лейтенант Бауермейстер советовал мне обратиться в Петрограде к отставному жандармскому подполковнику Мясоедову, у которого я могу узнать много ценных для немцев сведений».
Протокол допроса Мясоедова Охранное отделение отправило в контрразведку Главного штаба. Так началось дело Мясоедова. Как отмечал историк К.Ф. Шацилло, вещественные доказательства, приложенные к делу Мясоедова, представляют собой несколько пухлых досье – его переписка с женой, детьми, любовницами, компаньонами Фрейдбергами, со знакомыми. «Ничего, подтверждающего обвинение в шпионаже, здесь нет, – свидетельствует Шацилло. – Бесспорных фактов, уличавших Мясоедова в шпионаже, не было выявлено и позже, во время следствия».
Правда, Бонч-Бруевич утверждал, что Мясоедов поймали с поличным. И в своих мемуарах сообщал, что для разоблачения Мясоедова контрразведка приставила к нему своих людей под видом водителя и механика. Мясоедов ничего не заподозрил и, остановившись на ночлег, был пойман на месте преступления. Пока его «адресат» разглядывал переданные полковником секретные документы, один из переодетых офицеров вошел в комнату, схватил и объявил о его аресте…
Будущий вождь белого движения Антон Иванович Деникин вспоминал: «У меня лично сомнений в виновности Мясоедова нет, ибо мне стали известны обстоятельства, проливающие свет на это темное дело. Мне их сообщил генерал Крымов, человек очень близкий Гучкову и ведший с ним работу. В начале войны к Гучкову явился японский военный агент и, взяв с него слово, что разговор их не будет предан гласности, сообщил: на ответственный пост назначен полковник Мясоедов, который состоял на шпионской службе против России у японцев…
Военный агент добавил, что считает своим долгом предупредить Гучкова, но так как, по традиции, имена секретных сотрудников никогда не выдаются, он просит хранить факт его посещения и сообщения секретным. Гучков начал очень энергичную кампанию против Мясоедова, окончившуюся его разоблачением, но, связанный словом, не называл источника своего осведомления».
В марте 1915 года военный суд приговорил Мясоедова к смерти. Командующий не утвердил приговор, «ввиду разногласия судей», но дело решила резолюция Верховного главнокомандующего великого князя Николая Николаевича: «Все равно повесить!». Мясоедов отправлял телеграммы жене и дочери: «Клянусь, что невиновен, умоляй Сухомлиновых спасти, просить государя императора помиловать». В отчаянии он даже пытался осколками пенсне перерезать себе вены… Через пять с половиной часов после объявления приговора его повесили в Варшавской цитадели…