Когда Пелагию отправляли в ссылку, у Домбровского была надежда на то, что по недостатку улик суд и вторично вынесет ему сравнительно мягкий приговор, может быть, ограничится только ссылкой. Поэтому молодожены мечтали, что им удастся добиться разрешения отбывать ссылку в одном месте. После окончательного приговора от их воздушных замков не осталось камня на камне. Сначала Домбровский собирался отложить письмо с горестным известием на более позднее время, но потом решил сообщить всю правду сразу. Отправленный из Варшавы с большой партией осужденных, он писал жене с дороги: «Предчувствия твои, возлюбленная Пелагия, исполнились, хотя и не полностью. Дело мое окончено, только еду я не в Ардатов! Пусть это тебя, однако, не тревожит и не печалит. Судьба, которая дала нам обоим столько доказательств своей благосклонности, наверняка не оставит нас и в дальнейшем. Сохраним только мужество и веру в будущее, потому что по-настоящему несчастлив лишь тот, кто падает духом, кто теряет надежду […]. Хотел написать тебе о моем приговоре ив Нижнего, но, хорошенько подумав, решил, что не имею права ничего скрывать от тебя, моя возлюбленная, хотя бы даже на короткое время. Было бы это отсутствием уверенности в твоих силах, а уверенность эта безгранична».
И судьба еще раз улыбнулась Домбровскому: 2 декабря 1864 года, то есть в тот самый день, когда «Русский инвалид» опубликовал приговор об отправке его на каторгу в Сибирь, он совершил удачный побег и не был пойман, несмотря на все старания царских ищеек Сделано это было как раз вовремя, ибо чуть ли не в день побега пришло предписание задержать Домбровского, чтобы снова предать его суду в связи с показаниями Авейде. Этот деятель, назвавший для спасения своей шкуры сотни участников конспирации, знал далеко не обо всем, что делал Домбровский, находясь в Варшаве. Но и того, что он сообщил, было вполне достаточно для смертного приговора.
Знаменитая Владимирка, по которой при царизме совершали свой путь в Сибирь каторжники с бубновым тузом на спине, начиналась от Москвы. Каторжника Домбровского, прибывшего в Москву из Варшавы в ноябре 1864 года, поместили в пересыльной тюрьме на Колымажном дворе. Это учреждение московской полиции работало в те годы с полной нагрузкой. Оно находилось на том месте, где позже было выстроено красивое здание Музея изобразительных искусств имени Пушкина Польские повстанцы, участники крестьянских выступлений, члены землевольческих организаций — вот основные категории политических преступников, заполнявших тюрьму на Колымажном дворе. Среди них Домбровский легко находил друзей для него многие здесь были людьми одного круга, одних убеждений, одной судьбы. Особенно обрадовало Домбровского то, что нашлись друзья и среди офицеров, несущих караульную службу.
Именно с Колымажного двора и бежал Домбровский Успех побега был обеспечен, конечно, не «благосклонностью» судьбы, а хладнокровием и мужеством бежавшего, содействием заключенных и внутренней охраны и, самое главное, большой помощью со стороны московских подпольщиков. Кто-то из них доставил Домбровскому юбку и женский платок. Он сбрил заранее бороду и усы, напялил под полушубок юбку, почти скрывавшую его сапоги. Затем, завязав большой платок так, чтобы он посильнее скрывал лицо, подхватил валявшуюся без присмотра корзину и смешался с толпой точно так же одетых мелких торговок, которых впускали на территорию тюрьмы для продажи съестного и всяких мелочей. Благополучно миновав охрану, Домбровский нашел безопасный приют и получил подложные документы. По первому из них он был священником Матиловым; этот документ сделали из паспорта видного московского землевольца Николая Шатилова, искусно подчистив в нем первую букву и дописав слово «священник». Второй документ был написан на похищенном революционерами чистом бланке так называемого «указа об отставке». Бланк был заполнен на имя полковника Рихтера, после чего Домбровский пошел с указом в канцелярию московского генерал-губернатора и заявил о намерении поехать за границу. В канцелярии среди посетителей случайно отказался один из офицеров, хорошо знавший его подлинную фамилию. Беглец пережил тяжелые минуты. Однако офицер, поняв, в чем дело, промолчал, и Домбровский вышел из канцелярии с настоящим заграничным паспортом на чужое имя.
Болеслав Шостакович, Николай Ишутин и некоторые другие из московских революционеров, допрашивавшиеся впоследствии, не имея возможности полностью отрицать свою причастность к побегу Домбровского, заявили, будто ничего не знали о Домбровском раньше и помогали ему, совершенно случайно встретив на одной из московских улиц. Трудно Поверить этой версии, явно придуманной для того, чтобы запутать следствие, потому что факты противоречат ей. Они доказывают, что побег был подготовлен извне, что Домбровский получил от московских революционеров заранее подготовленный безопасный приют, «чистые» документы, деньги и адреса петербургских единомышленников.