При вторичном обыске в кармане брюк комбинезона Пауэрса работники госбезопасности обнаружили булавку, вложенную в металлический чехол. На вопрос, что это за булавка, Пауэрс ответил, что это обыкновенная булавка. Он солгал, надеясь, что булавку оставят при нем, но, когда понял, что ее намерены изъять, он предупредил, чтобы с ней обращались осторожно. Оказалось, что булавка содержала в себе сильнодействующий яд. Пауэрс должен был уколоться булавкой. Его хозяева очень боялись, что он останется живым свидетелем их преступной авантюры, и ему вдалбливали мысль о том, что на допросах в советских органах госбезопасности он будет подвергнут мучениям, пыткам, побоям и т. д.
На допросе 1 мая 1960 года, когда Пауэрс пришел в себя и отдохнул, он вел себя настороженно, отвечал на вопросы неохотно, слишком лаконично и неубедительно, а на некоторые вопросы отвечать отказался вовсе. Но немые свидетели — вещественные доказательства, изъятые у Пауэрса и найденные на месте происшествия, красноречиво говорили о том, что он вторгся в воздушное пространство СССР со шпионскими целями. Поэтому мы возбудили против Пауэрса уголовное дело и избрали мерой пресечения содержание под стражей. Главный военный прокурор санкционировал арест Пауэрса.
Следствие по делу Пауэрса потребовало столько работы, что одному Алексею Ивановичу Кузьмину, старшему следователю по особо важным делам, быстро было не управиться. Пришлось подключить к расследованию дела еще четырех следователей. Помимо допросов обвиняемого и свидетелей нужно было составлять опись и фотографировать вещественные доказательства, провести экспертизу и многое другое.
В ходе следствия мы убедились, что Пауэрс являлся опытным, хорошо обученным разведчиком. Находясь под влиянием американской пропаганды и наставлений начальников о поведении в советских следственных органах, Пауэрс на первых допросах вел себя исключительно осторожно, каждый ответ на поставленный вопрос тщательно обдумывал, но некоторые его ответы были наивны и неправдоподобны.
Например, на вопрос: «Зачем вам был нужен бесшумный пистолет?» — Пауэрс ответил: «Этот пистолет предназначался для охоты на зайцев и птицу. Я снабжен им был для того, чтобы при вынужденной посадке или аварии охотиться для получения провианта, не привлекая внимания».
Пауэрс ожидал, что к нему будут применяться физические меры воздействия. Об этом ему много говорили его наставники. Но проходили дни и недели, а отношение к нему следователей не изменилось. Они были корректны, вежливы. Чтобы рассеять всю ложь о советских органах госбезопасности, Пауэрсу в первые же дни пребывания в Москве было заявлено, что никто и никогда к нему пыток применять не будет, и не только пыток, но даже пальцем его не тронет, что это категорически запрещено советским законом. Все расследование дела по обвинению Пауэрса, как положено, велось при строжайшем соблюдении норм уголовно-процессуального законодательства.
На шестой день с момента возбуждения уголовного дела Пауэрсу было предъявлено обвинение в шпионаже. Как и все другие документы следствия, оно было составлено на русском языке и переведено на английский. Затем Пауэрс был допрошен в качестве обвиняемого. Вот что он показал на этом допросе.