Опрос свидетелей не дал значимых результатов. Никто не вспомнил преступников, заложивших взрывные снаряды или выдавших себя подозрительным поведением. Поэтому основная надежда возлагалась на исследование вещественных доказательств. На месте взрывов тщательно собирались остатки бомб и осколки их оболочек. В пострадавшем вагоне метро сняли обшивку в поисках застрявших в ней частей взрывного устройства. При взрыве на ул. 25 Октября остатки бомбы вылетели из чугунной урны вверх и упали в снег на крыше соседнего дома; следователям пришлось аккуратно собрать снег в коробки, растопить его и таким образом получить нужные вещдоки.
Первой зацепкой стала емкость, которую преступники наполнили убойной начинкой. Обнаруженные осколки показали, что для размещения бомбы использовалась чугунная утятница с крышкой, которую прикрепили к корпусу стальными шпильками. Поиск завода-изготовителя занял два месяца, пока мастер Харьковского завода ленто-транспортного оборудования не узнал в остатках посудины свою продукцию. Именно такие утятницы были выпущены ограниченной партией и продавались в основном как подарочные на Украине, юге Советской России и в Закавказье. Среди конкретных городов фигурировали тот же Харьков, Ростов-на-Дону и Ереван.
Далее следователи выяснили, что скреплявшие корпус и крышку утятницы стальные шпильки произведены на Контакторном заводе в Ивановской области. В списке направлений, куда поступала продукция этого завода, оказалось 12 городов. Следователи провели аналогичное выяснение для других частей и материалов, из которых состояли взрывные устройства (болты, гайки, провода и т. п.) и сравнили повторяемость городов-потребителей. Чаще других снова повторялись Харьков, Ростов-на-Дону и Ереван.
Среди осколков были обнаружены металлические детали, которые преступники добавили в механизм для увеличения поражающей силы взрыва. Химический анализ осколков показал природную примесь мышьяка. Исходя из особенностей вещества, экспертам вскоре удалось установить рудник, где добывалась руда для этих деталей: Камыш-Бурунское месторождение в Крыму, недалеко от Керчи. Поставки металла с этого рудника ограничивались Украиной, Закавказьем и Литвой. Эти данные позволили сузить круг поиска до юга Украины, России и Закавказских республик, среди которых наиболее часто повторялась Армения.
Все эти сведения позволили отклонить первую версию случившегося, предполагавшую причастность мстительных москвичей, высланных «за сто первый километр» за совершенные проступки. Сложно представить, что теракты готовились в Подмосковье с применением материалов, закупленных в Закавказье, Украине или Литве.
Далее следователи предположили, что взрывы могли стать проявлением сепаратистских настроений, неизменно существовавших на окраинах Советского Союза. В некоторых украинских областях теплилось националистическое движение, в Литве действовали литовские экстремисты, в Армении пустили корни националистическая организация «Дашнакцутюн» и подпольная Национальная объединенная партия Армении. По версии следствия, преступные мотивы нужно было искать именно в растущем недовольстве союзных республик политической ситуацией в стране.
Несколько раз розыск преступников направлялся по ложному пути. Например, это случилось, когда в Тамбове в доме лесника Лобова при открытии почтовой посылки прогремел мощный взрыв, от которого погибла его семья. При обыске у главного подозреваемого, сторожа лесоводческого хозяйства Платова, был обнаружен часовой механизм, похожий на тот, который использовался в бомбах при взрывах в Москве. Вскоре местная милиция получила от него чистосердечное признание не только в убийстве семьи лесника, но и в совершении московских терактов. Прибывшие в Тамбов следователи КГБ допросили Платова по обстоятельствам взрывов. Подозреваемый сбивался, давал невнятные ответы, в целом показал полную неосведомленность в деталях происшествия. Стало очевидно, что тамбовская милиция «уговорила» Платова взять на себя вину за московские теракты. Покушение на лесника Лобова он действительно совершил по мотивам мести за издевательское отношение, но к взрывам в столице оказался непричастен.
Важной предпосылкой к раскрытию дела «Взрывников» стало установление места производства сумки, в которую была помещена бомба при взрыве в московском метро. По найденным на месте взрыва остаткам материала составили изображение предполагаемой сумки и распространили его среди сотрудников КГБ по всей стране. Помог случай. Дежуривший в аэропорту Ташкента сотрудник КГБ увидел у пассажирки похожую сумку. Выменяв ее на другую, он обнаружил на ярлыке место ее производства — Кожгалантерейная фабрика города Еревана. Следственные линии наконец скрестились в одной точке.
В то время как следственная группа вылетела в Армению, преступники поездом отправились в Москву для подготовки новых взрывов. Они снова объявились в столице к октябрю 1977 года. На этот раз масштабный теракт должен был совпасть с празднованием 60-летнего юбилея Октябрьской революции. Для обеспечения безопасности во время проведения праздничных торжеств Москву наводнили сотрудники правоохранительных органов. Повсюду можно было увидеть патрули, проверки документов, милицейские посты. Чувствуя пристальное внимание на каждом шагу, преступники побоялись распределить бомбы по нескольким объектам, поэтому решили взорвать их все в одном, но многолюдном месте — на Курском вокзале.
План был предельно простой: запустить часовой механизм, оставить сумку с адской машиной в переполненном зале ожидания и сесть в отъезжающий поезд Москва — Ереван. Через несколько минут после отправления поезда взрыв ужасной силы должен был сотрясти стены вокзала и убить множество людей.
Поначалу все шло по сценарию. Преступники устроились в зале ожидания Курского вокзала. Один из них положил в сумку с бомбой свою шапку и спортивную куртку, намереваясь их взять при посадке на поезд. Тем временем для них стал полной неожиданностью наряд милиции, проверяющий документы у посетителей вокзала. Преступники заметили наряд, когда он находился всего за несколько человек от них.
Проверка документов, естественно, внесла коррективы в план. Выставленного на часовом механизме времени могло не хватить, чтобы скрыться с места происшествия и удалиться на достаточное расстояние. Поэтому один из них протянул руку в сумку и включил тумблер взрывного механизма с подачей электрического тока на лампочку. После чего преступники якобы в поисках туалета спешно покинули зал. Они рассчитывали на то, что милиция или любой другой посетитель вокзала, увидев в бесхозной сумке горящую лампочку, передвинет тумблер в противоположную сторону, чтобы ее выключить. Это должно было привести бомбу в действие, но в цепочку событий опять вмешался счастливый случай.
Дело в том, что соседями преступников в зале ожидания оказались две многодетные дагестанские семьи. При них было невероятно большое количество багажа, среди которого оставленная террористами сумка попросту затерялась. Наряд милиции в гуще снующих детей и груде вещей не заметил опасный объект и прошел мимо. Взрослых также до поры до времени не интересовала стоящая рядом с ними сумка. Только утром следующего дня они обратили на нее внимание.
Заглянув внутрь, они увидели непонятные металлические детали, провода, горящую лампочку. После двух или трех часов замешательства и раздумий, они все-таки рассказали о подозрительной сумке вокзальной милиции. Дежурный милиционер, не задумываясь, переключил тумблер в противоположную сторону, но взрыва не последовало. Как оказалось, батарея взрывного устройства за ночь практически полностью разрядилась, и ее заряда не хватило для подрыва бомбы. На этот раз удача была на стороне правоохранительных органов.
Осмотр сумки показал, что помимо трех взрывных устройств в ней находилась спортивная куртка и шапка, к которой прилипли несколько черных волос. Вывод напрашивался сам собой: если злоумышленники оставили куртку и шапку в сумке с бомбами, значит, у них не было другого багажа. Также можно было ожидать увидеть на одном из преступников синее трико, которые составляли комплект оставленной спортивной куртке. В Москве в это время было холодно, около двух градусов ниже ноля, и террорист мог надеть трико вместо кальсон. Итак, следовало искать пассажира поезда Москва — Ереван с черными волосами, без багажа, без шапки и куртки, но в синих трико, надетых в качестве белья.
Приметы выслали оперативникам, дежурившим на станциях по ходу следования московского поезда в Армению. И поиски увенчались успехом! Во время проверки документов на пограничной станции между Грузией и Арменией оперативник заметил пассажира, который делал вид, что спит, а на деле внимательно наблюдал за действиями проверяющих. У него были черные слегка курчавые волосы, на нем не было шапки и куртки, у него не было багажа, а из-под брюк выглядывали штрипки синих трико. В поездке его сопровождал товарищ, и ни у одного, ни у другого не оказалось при себе документов. Подозрительный мужчина назвался Акопом Степаняном, а его напарник — Завеном Багдасаряном. Их задержали и по приезде в Ереван доставили в управление КГБ Армянской республики.
На первом же допросе Степанян дал следователям серьезное основание считать его причастным к терактам в Москве. На вопрос:
Наиболее показательным и неожиданным для Степаняна оказался допрос второго подозреваемого, Багдасаряна. Сотрудники КГБ сообщили ему, что его напарника отправили в милицию, где он страдает в камере от холода. По словам сотрудников, он попросил принести его теплые вещи, но следователи не знали, какие вещи ему принадлежат. Указав на подоконник с собранной там одеждой, они попросили Багдасаряна отыскать шапку и куртку своего товарища. Тот уверенно взял с подоконника вещи Степаняна, но через мгновение, опомнившись, отказался от своего выбора. Тем не менее следователям удалось сделать нужные фотографии и подтвердить осведомленность Багдасаряна о том, кому принадлежали вещи, найденные в сумке с бомбами на Курском вокзале.
Полную ясность в вопрос о причастности задержанных к теракту в Москве внесли показания матери Степаняна. Ее спросили о месте нахождения сына. Она рассказала, что около десяти дней назад ее сын сообщил ей о намерении отправиться в Цахкадзор покататься на лыжах. С ее слов, он взял с собой сумку, положил в нее немного продуктов и спортивный костюм. С тех пор она его не видела. На вопрос, сможет ли она узнать ту самую сумку, она указала на нее среди прочих представленных на опознание. Именно эту сумку нашли напичканной бомбами на Курском вокзале и прислали в Ереван для следственной работы. Следователи окончательно уверились, что перед ними находились настоящие преступники.
Активная работа союзных органов КГБ встретила внезапное сопротивление местных властей в лице первого секретаря ЦК Компартии Армении К. С. Демирчяна. Он в категоричной форме потребовал прекратить произвол и беззаконие, которые учинили московские следователи. Демирчян грозился дойти до высшего руководства КПСС, если следственные мероприятия не будут безотлагательно остановлены, а задержанные — отпущены на свободу. Из Москвы начали поступать тревожные звонки. Перед следователями замаячила перспектива свертывания работы по делу и освобождения подозреваемых в связи с истечением трехдневного срока первоначального задержания. Только неопровержимые доказательства виновности задержанных могли изменить позицию местных властей.