26 июня, прочитав первые тридцать страниц, она начала выяснять у придворных, кто написал книгу, и,  не получив ответа, послала за Рылеевым. Рылеев прибыл, повинился в промахе и доложил, что напечатана книга, по имеющимся у него данным, в домовой типографии Радищева. На следующий день императрица приказала своему статс-секретарю графу А. А. Безбородко написать графу А. Р. Воронцову (начальнику и покровителю Радищева), чтобы Воронцов выяснил, действительно ли Радищев — автор или один из соавторов, книги. Безбородко одно за другим отправил Воронцову два письма. В первом из них содержалось требование, чтобы Радищев назвал единомышленников, Воронцову же рекомендовалось «внушить» писателю, «что чистосердечное его признание есть единое средство к облегчению жребия его». Во втором письме Безбородко предупредил, что «дело сие весьма в дурном положении». Между тем императрице стало известно, что Рылеев еще накануне велел арестовать Зотова. Екатерина сразу же приказала Безбородко, чтобы Воронцов ни о чем не спрашивал Радищева, так как дело уже пошло «формальным следствием». Безбородко отправил Воронцову третье письмо за этот день.

Однако Радищев узнал обо всем от Воронцова, а затем и от зотовдкого приказчика и успел приготовиться к аресту. Какая судьба ждет книгу, писателю было ясно, и, чтобы ее не касались руки полицейских, он приказал сжечь большую часть тиража «Путешествия». Все рукописи, креме цензурной, были тщательно укрыты .

29 июня Зотов на новом допросе назвал имя Радищева. На следующий день автор «Путешествия» был арестован и отправлен в Петропавловскую крепость. «Внушил» ли Радищеву Воронцов, или сам он понял, что необходимо сыграть роль раскаявшегося человека, но во время следствия Радищев сыграл эту роль. Он признал себя автором книги, каялся в «дерзновенных выражениях» и в том, что издал «Путешествие» не в том виде, как его подписал Рылеев. Однако самого главного, чего требовала императрица, он не сделал: не назвал никого из своих единомышленников. Приняв всю вину на себя одного, Радищев прикидывался наивным человеком, заявляя, что он не понимал написанного им, что сочинял он только из желания разбогатеть и прослыть остроумным писателем и т. д.