Неизвестная уезжает в Ялту с твердым намерением при первой же возможности отбыть за границу, но вскоре иеромонах Афанасий, попавший в застенки НКВД за «контрреволюционную деятельность», самое популярное в те годы обвинение, предает свою подопечную, и 11 сентября 1934 года выдается официальный ордер на ее арест.
В нем среди прочего сообщалось, что в процессе следствия по делу о контрреволюционной церковно-монархической организации выяснилось, что в начале 1934 года в городе Москве нелегально проживала неизвестная женщина 30 лет, которая выдавала себя за дочь бывшего царя Николая II великую княжну Анастасию Николаевну Романову. При активном содействии также привлеченного к ответственности по вышеупомянутому делу иеромонаха Афанасия (Иваньшина Александра Маковеевича) упомянутая самозванка получила фиктивный паспорт на имя Ивановой-Васильевой Надежды Владимировны. При содействии того же иеромонаха она была направлена в более безопасное место – в Крым, город Ялту, где и проживала по настоящее время, поддерживая тесную связь с Иваньшиным. В последних своих письмах «Иванова-Васильева» просила Иваньшина выслать ей значительную сумму денег ввиду намерения уехать за границу.
Далее, на основании всего вышеизложенного, было заявлено, что Иванова-Васильева Надежда Владимировна, 30 лет, проживающая в городе Ялта, подлежит аресту и привлечению к уголовной ответственности.
Надежда Васильева была арестована 11 сентября 1934 года в Ялте и отправлена в Москву. Вместе с ней по обвинению в создании «контрреволюционной монархистско-церковной организации» были арестованы иеромонах Афанасий, священник Иван Синайский и прихожане церкви Кузнецова и Марков, активно помогавшие неизвестной. Их дело, вслед за делом самой Надежды Васильевой, рассматривало особое Совещание при НКВД. Граждане Кузнецова, Марков, священник Иван Синайский и иеромонах Афанасий были приговорены к ссылке на пять лет в Северный край, гражданка Куликова – к трехлетней ссылке в Казахстан. И тот и другой приговоры были достаточно мягкими по тем временам.
На первых допросах, проведенных оперуполномоченным Козиным, Иванова-Васильева назвалась Анастасией Николаевной Романовой, указала, что не имеет семьи или имущества и работает преподавателем иностранного языка.
В ответ на неизбежный вопрос, как ей удалось спастись из подвала Ипатьевского дома, Надежда Васильева рассказывала, что ее, тяжело раненную в голову и обе руки, в платье, засыпанном известью, сумел вытащить из груды тел красный командир Николай Владимиров. Потом ей пришлось долго лечиться и скрываться до 1920 года.
При отступлении адмирала Колчака она вместе со своим спасителем Владимировым попытались добраться до китайской границы, но были схвачены в Иркутске. Затем долгие годы оба кочевали по тюрьмам. На допросах Надежда Васильева называла Александровский централ, «Кресты», Бутырку и Соловецкие острова. Ее спаситель, Николай Владимиров, очевидно, умер в тюрьме, ей же, по ее собственным словам, в 1930 году удалось познакомиться с Анной Акимовной Зиминой, а после выхода на свободу в ноябре 1933 года – через нее же – с Анной Даниловной Кузнецовой, имевшей знакомых в шведском посольстве. Та якобы передала Васильевой продукты и пару ботинок.
Далее Кузнецовой якобы удалось передать в посольство для отправки дипломатической почтой письма на имя английского короля Георга V и великого князя Кирилла Владимировича от нее, «великой княжны Анастасии». Письма эти содержали просьбы помочь с выездом за границу и устроиться на новом месте.
Далее, по рассказу Васильевой, ей назначила встречу Грета Янсен, сотрудница посольства. Они увиделись возле Художественного театра через несколько дней. Янсен якобы пригласила Надежду Васильеву и сопровождавшую ее Анну Кузнецову к себе на квартиру, где долго расспрашивала о жизни царской семьи. Потом взяла с собой письма на имя Анны Вырубовой, а также передала претендентке несколько платьев и деньги.
Позже они виделись еще несколько раз: Иванову-Васильеву якобы приглашали в посольство, где передавали деньги и ответ Анны Вырубовой, в котором та просила выслать ей фотографии претендентки, для того чтобы удостовериться в ее личности. Вскоре после этих событий Надежда Васильева уехала в Ялту, где и была арестована.
Претендентку подвергли тщательному медицинскому освидетельствованию. Эксперт-психиатр НКВД, профессор Краснушкин, отметил в своем отчете, что осмотренная им женщина обнаруживает явные симптомы панической болезни в форме паранойи, которая выражается в маниях величия и преследования. Как душевнобольная и представляющая опасность для общества Надежда Иванова-Васильева была направлена в гражданскую психиатрическую клинику на принудительное лечение.
Профессора Института имени Сербского Введенский и Бунеев позднее подтвердили поставленный Краснушкиным диагноз. При медицинском осмотре больной было обнаружено, что оба плеча пациентки покрыты многочисленными шрамами от огнестрельных ран.