На основании этих показаний 19 февраля 1915 года Мясоедов был арестован. Обыск продолжался 20 часов с лишним. При этом, как сказано в официальном сообщении, удалось выяснить, что «другая штаб-квартира мясоедовской шайки расположена на Лиговке, где проживал германский шпион Валентини. В обеих квартирах было найдено столько документов, что для их вывоза понадобились три воза». Кроме Мясоедова и его жены по обвинению в шпионаже были привлечены еще десять российских и шесть германских подданных.
При дальнейшем следствии к обвинению был привлечен и арестован ряд других лиц, в том числе упоминавшиеся выше Гошкевич, Думбадзе, Иванов и другие. Разоблаченный как шпион, австрийский подданный Альтшиллер к этому времени успел скрыться за границу.
В официальных сообщениях по делу Мясоедова говорилось, что следствием было установлено существование в России с 1909 по 1915 год шпионского центра, поставившего себе целью осведомление Австрии и Германии о составе и вооружении русских войск и степени их боевой готовности. Было установлено, что как сам Мясоедов, так и его жена находились в близких дружеских отношениях с военным министром Сухомлиновым.
Мясоедова судили и вынесли ему смертный приговор. Перед приведением приговора в исполнение Мясоедов пытался покончить жизнь самоубийством, но безуспешно. 19 марта 1915 года Мясоедов был повешен.
Сухомлинов записал в своем дневнике: «Мясоедов повешен. Прости ему, Господи, его тяжкие грехи».
А что же сам министр? Несмотря на то что его имя не раз звучало на следствии как имя пособника, его не тронули. В лице Николая II, его жены, Распутина и германофильских кругов при царском дворе Сухомлинов имел мощную защиту.
Но дело Мясоедова, широко раздутое прессой, которое обсуждалось на каждом углу, вызвало такое возмущение армейской массы и офицеров, широких слоев населения, что обстановка накалилась до крайних пределов. Безусловно, все это отражалось и на отношениях к Сухомлинову, тем более что он оказался лицом, проходящим по делу не только Мясоедова. Полковник Иванов был у Сухомлинова лицом приближенным и специалистом по артиллерии и укреплениям. Он оказался настоящим шпионом, передававшим противнику секретные военные сведения. При обыске, произведенном в 1915 году, на квартире Иванова было найдено 26 различных служебных документов военного ведомства. Среди них фотоснимки установок орудий, чертежи башенных установок, секретный журнал вооружений Кронштадтской крепости, планы пороховых складов, ряд планов крепостей и секретные карты пограничных районов. Были найдены письма с условностями и другие документы.
Авторитет и престиж военного министра стремительно падали. Но не только из-за дел Мясоедова, Иванова и других. Сказывалась ужасная неподготовленность России к войне.
1 сентября 1914 года Главное артиллерийское управление сообщило начальнику штаба Верховного главнокомандующего, что «никакого запаса огнестрельных припасов не существует». Накопленных в мирное время запасов хватило лишь на один месяц, а новые снаряды не поступали. И вместе с тем 15/28 сентября 1914 года Сухомлинов пишет французскому послу Палеологу: «…настоящее положение вещей относительно снаряжения российской армии не внушает никакого серьезного опасения. В то же время военное министерство принимает все необходимые меры для обеспечения армии всем количеством снарядов, которое ей необходимо, имея в виду возможность длительной войны и такой расход снарядов, какой обозначился в недавних боях».
После «дела Мясоедова» и в свете бедственного положения фронтов обвинителем Сухомлинова выступил Верховный главнокомандующий великий князь Николай Николаевич. Уступая общему желанию, Николай II 13 июня 1915 года уволил Сухомлинова с поста военного министра, и правительство решило наконец расследовать деятельность органов военного министерства. 25 июня 1915 года с этой целью была учреждена верховная комиссия и начато следствие по обвинению Сухомлинова в «противозаконном бездействии, превышении власти, служебных подлогах и государственной измене».
Для последнего утверждения были основания. Арестованный в 1915 году австрийский шпион Ярош, он же Мюллер, дал показания о том, что ему известно, что Сухомлинов был австрийским шпионом, от него получено много важных сведений, но не лично, а через приближенных к нему людей. Допрос Мюллера проходил в Ставке, и Николай II знал его показания о Сухомлинове, но они были проигнорированы царем.
Однако возмущение в армии и народе было столь велико, и к тому же царю доложили, что союзники настаивают на аресте Сухомлинова и его безусловной причастности к шпионажу в пользу Германии, что 21 апреля 1916 года Сухомлинов был арестован и помещен в Трубецкой бастион Петропавловской крепости.
Арест Сухомлинова стал первым знаковым событием 1916 года. Вторым станет убийство Распутина. Царская империя шаталась. «В терновом венке революции грядет 16-й год», — писал В. Маяковский, ошибившись всего на один год.