Это был завершающий этап операции. Ему предшествовала длительная работа ВЧК по внедрению своих агентов в руководство антоновского восстания и заманиванию в ловушку самого Антонова и его ближайших соратников. Для этого был использован прием, позднее с успехом применявшийся против других антисоветских сил. Чекисты легендировали существование мощной общероссийской антисоветской организации, в случае с Антоновым — эсеровского толка. В дальнейшем для действий против Тютюнника и других петлюровцев была создана фальшивая обшеукраинская повстанческая организация, а для борьбы с монархической контрреволюцией — мнимая общероссийская монархическая организация (знаменитая операция «Трест»), Чтобы заманить в СССР Бориса Савинкова, легендировалась организация «Либеральные демократы» и т. д. Чекистам было выгодно объединять контрреволюционеров в большие организации под своим присмотром, чтобы можно было арестовать сразу многих. Жертв этих провокаций потом заманивали либо в Москву, либо, если речь шла об эмигрантах, просто на советскую территорию. Здесь чекисты использовали убежденность большинства лидеров антибольшевистских движений и организаций, что в СССР должно существовать сильное антисоветское подполье, с которым можно и нужно установить связь. На самом деле к началу 1920-х годов благодаря красному террору и активным действиям ВЧК подавляющее большинство реальных и потенциальных противников советской власти, а также контрреволюционных организаций было либо уничтожено, либо вытеснено в эмиграцию, либо загнано в глубокое подполье, не позволявшее осуществлять какой-либо активной и целенаправленной деятельности. Но лидеры эмиграции и повстанцев легко верили в легендированные чекистами организации еще и потому, что связей с настоящими антисоветскими организациями в России и СССР почти не имели.
По поручению Ф. Э. Дзержинского начальник отдела по борьбе с контрреволюцией ВЧК Т. П. Самсонов и его заместитель Т. Д. Дерибас разработали детальный план проникновения в окружение Антонова. Для этого был использован Евдоким Федорович Муравьев, левый эсер, перешедший на сторону большевиков. По поручению ЧК он вместе со своей подругой М. Ф. Цепляевой имитировал активную подпольную работу левых эсеров в Воронежской губернии. Прибывший в Воронеж эмиссар Антонова — начальник контрразведки Н. Я. Герасев (псевдоним — Донской) поверил в существование сильной левоэсеровской организации, склоняющейся к поддержке Антонова. Поверил потому, что очень хотел в это верить. Донскому устроили встречу с «членами ЦК левых эсеров», которые в его присутствии передали Муравьеву директиву о необходимости объединения всех антибольшевистских сил. Они говорили о подготовке в Москве съезда всех антибольшевистских сил, от меньшевиков до кадетов.
Старый чекист Д. М. Смирнов вспоминал: «Разговор велся на таком серьезном, деловом уровне, что прожженный антоновский контрразведчик поверил и в истинность обоих „членов ЦК“, и в активную работу руководимой Муравьевым Воронежской левоэсеровской организации. Он тут же дал слово доложить обо всем услышанном Антонову и, пригласив Муравьева на Тамбовщину, назвал пароли и явки в Тамбове, с помощью которых такую поездку можно будет осуществить».
Евдоким Федорович Муравьев оставил подробные воспоминания об операции против Антонова: «Мы договорились, что работу левоэсеровской легальной организации не нужно прекращать, а, наоборот, надо создавать видимость ее активизации, ожидался приезд в Воронеж эмиссара Антонова. Кроме того, для участия в ликвидации антоновщины надо, чтобы за моей спиной стоял воронежский левоэсеровский комитет, от имени которого я мог бы действовать в своих взаимоотношениях с антоновцами. Это создаст мне авторитет в их глазах и будет служить прикрытием чекистской работы.
Вскоре действительно в Воронеж для связи с эсеровской организацией приехал начальник антоновской контрразведки Герасев (псевдоним — Донской). Явился он на квартиру Цепляевой.
Донскому решено было показать „товар лицом“. Он обрадовался, увидев на одном из домов в центре города вывеску: „Клуб левых социалистов-революционеров (интернационалистов)“. Здесь же находился и местный „комитет партии“ (начальник антоновской контрразведки, вероятно, был очень наивным человеком, раз поверил, что запрещенная партия левых эсеров может под носом у чекистов действовать почти легально, даже вывески со своим названием размещая на домах. Какой уж тут „прожженный контрразведчик“! —