Кибальчичем были подготовлены семь пудов динамита, затопленных с лодки в четырех черных гуттаперчевых подушках под Каменным мостом, а электрические провода к ним были закреплены на стоявшем поблизости плоту. Все было готово для взрыва, и народовольцам даже удалось узнать точную дату отъезда царской семьи в июне 1880 года из Царского Села в Ливадию через Петербург. Но недаром говорят, что от великого до смешного один шаг. а трагедия часто оборачивается фарсом: Макар Тетерка, не имевший по бедности ручных часов и от вполне понятного волнения не сомкнувший глаз всю ночь, под утро заснул и не услышал цокота копыт лошадей царского экипажа, благополучно промчавшегося по Каменному мосту. Можно представить себе, как чувствовал себя юный террорист, когда на его бедную голову обрушился справедливый гнев товарищей по подполью, требовавших его сурового наказания. Но это печальное событие в его революционной биографии, тем не менее, позволило ему потом с достоинством ответить на ехидный вопрос председательствовавшего на процессе «двадцати» сенатора П. А. Дейера: «А убивать можешь?» — «Я еще, собственно, никогда никого не убил».
Был задуман комбинированный план покушения, состоящий из трех взаимосвязанных частей: взорвать царский экипаж во время проезда его в манеж по Малой Садовой улице, выкопав для этого под проезжей частью минную галерею и снабдив ее мощным зарядом динамита; в случае невозможности по какой-либо причине взрыва или его неудачи царский экипаж должны были атаковать несколько метальщиков, вооруженных ручными бомбами; в том случае, если императору опять фатально повезет, Андрей Желябов брался завершить всю операцию смертельным для царя ударом своего кинжала.
Минная галерея на Малой Садовой улице была едва не обнаружена властями. Роковую роль для народовольцев в этой драме чуть не сыграл местный дворник Никифор Самойлов, всевидящее око которого обратило внимание на непонятную активность в ночное время в помещении склада, о чем он, свято памятуя свои обязанности по полицейскому ведомству, не замедлил поставить в известность полицейского пристава Тяглева, в околоток которого входила эта улица. Доклад пристава пошел по команде и привлек к себе внимание градоначальника, отдавшего приказ на следующий день, 28 февраля, направить на склад для проверки санитарно-техническую инспекцию во главе с престарелым генерал-майором инженерной службы Мравинским, которая, проведя весьма поверхностный осмотр склада, ничего предосудительного в нем не обнаружила. В этот момент все рискованное предприятие народовольцев буквально висело на волоске: стоило членам генеральской инспекции вскрыть хотя бы один мешок и бочонок, набитые землей из подкопа, в которых, по словам хозяев, хранились сыры, или полюбопытствовать, что находится за нехитрым маскировочным устройством, прикрывавшим вход из склада в подкоп, и тайное стало бы явным. Но ничего этого не произошло, верхогляд Мравинский прошелся по помещениям и не «полюбопытствовал», за что впоследствии был строго наказан Александром III. Мораль этого происшествия проста: нельзя поручать генералам дела, с которыми могут справиться младшие офицеры, не генеральское это дело вскрывать какие-то грязные мешки и бочки. С этого момента фортуна, так долго благоволившая Александру II, стала поворачиваться к нему спиной и не позволила предотвратить последнего покушения народовольцев.
В. Н. Фигнер в своих мемуарах «Запечатленный труд» вспоминает о том, как народовольцами была выбрана дата покушения: «15 февраля, в воскресенье, император, ездивший по воскресеньям в Михайловский манеж, и всегда по разным улицам, проехал по Малой Садовой. Подкоп к этому времени был уже кончен, но мина не заложена… Негодуя, Комитет на заседании постановил, чтобы к 1 марта все приготовления были кончены, мина и разрывные снаряды готовы. Наш план… преследовал одну цель, чтобы это… покушение наше было окончательным». Но 27 февраля Желябов был арестован на квартире приехавшего из Одессы в Петербург члена Исполкома, дворянина и генеральского сына Михаила Тригони, при этом он вполне осознанно не оказал полиции сопротивления, хотя и был вооружен револьвером. (Существует версия, согласно которой жандармы вышли на след Желябова с помощью арестованного ранее и завербованного начальником петербургского ГЖУ полковником Комаровым народовольца Окладникова. Кое-что жандармы уже научились делать.)
После ареста Желябова все руководство покушением перешло в руки его любовницы Софьи Перовской, которая, по словам Льва Тихомирова, любила «всеми силами своей глубокой натуры», и без ее жгучей ненависти, упорства, распорядительности и целеустремленности последнее покушение народовольцев на жизнь Александра II вряд ли бы было столь успешным.