Поездка Зекунова в Варшаву прошла настолько успешно, что вскоре он был вновь направлен за рубеж, на этот раз вместе с чекистом А. П. Федоровым, выступавшим под видом одного из активных деятелей ЛД, Визит Федорова еще больше убедил польскую разведку и «Союз» в существовании этой солидной контрреволюционной организации. Для установления более тесного контакта с ней в Москву вместе с Федоровым и Зекуновым был направлен Фомичев. В Москве Фомичеву представили руководителей организации (в этой роли выступили сотрудники ОГПУ), причем была создана видимость, что на сближение с НСЗРиС ЛД идет только в силу общепризнанного авторитета Савинкова. Фомичев в ответ предложил организовать встречу представителей ЛД с Савинковым в Париже.
Руководители операции — а ими помимо Ф. Э. Дзержинского, были В. Р. Менжинский и А. Х. Артузов — приняли решение: для закрепления легенды дать возможность Фомичеву вернуться в Варшаву. В мае 1923 года он вместе с Зекуновым по "зеленому коридору" перебрался в Польшу и доложил обстановку руководителям местного отделения «Союза». Они одобрили его предложение и согласились отправить представителя ЛД в Париж на встречу с Б. В. Савинковым.
11 июля 1923 года Федоров в сопровождении Фомичева выехал в Париж, где 14 июля произошла его первая встреча с Борисом Савинковым. Таких встреч состоялось несколько, и каждый раз Федоров все больше убеждал Савинкова в том, что ЛД представляет собой реальную силу, однако нуждается в таком авторитетном руководителе, как Борис Викторович.
Савинков рассказал Федорову об источниках финансирования «Союза» (помимо разведки он назвал Форда, Муссолини и бельгийских капиталистов, заинтересованных в получении будущих концессий в России); о положении дел в эмигрантских кругах; представил ему своих ближайших помощников и друзей: полковника Павловского, супругов Деренталь и английского разведчика Сиднея Рейли. Учитывая, что Савинков намеревался направить Павловского на советскую территорию с бандой для ограбления банков, Федоров предложил связать его с московской организацией ЛД, для чего дал ему адрес Шешени. Это совпадало с желанием опытного конспиратора Савинкова, который и сам хотел направить Павловского в Москву как особо доверенного эмиссара. Тот должен был осветить положение с ЛД и высказать мнение о возможности поездки Савинкова в Москву.
17 августа 1923 года Павловский с бандой, совершив ряд нападений, пересек польско-советскую границу, а 16 сентября явился на квартиру Шешени. На следующий день он был арестован. Сначала он отказывался давать показания, но затем, спасая свою шкуру, согласился сотрудничать с ОГПУ.
Чтобы не вызывать беспокойства Савинкова задержкой Павловского в Москве, в Польшу был направлен сотрудник разведки Григорий Сыроежкин. Он передал сотруднику польской разведки капитану Секунде подготовленные в Москве «разведданные» и для посылки Савинкову докладную Шешени о работе с ЛД и о том, что в Москве все в порядке.
После возвращения Сыроежкина в Париж отправился сам Шешеня, который вез с собой письмо на имя Савинкова, написанное Павловским под диктовку сотрудников ОГПУ. Павловский сообщал о том, что по требованию ЛД в Москве создан двусторонний руководящий центр, заочно избравший Савинкова своим председателем. В другом письме сам лидер ЛД Твердов (псевдоним Артузова) извещал Савинкова, что является его заместителем в СССР.
Павловский отправил Савинкову еще несколько писем об успешной работе в Москве и о намерении съездить на юг, где он "нашел своих родственников, где можно погостить и кое-что подзаработать" (имелся в виду акт экспроприации).
Письма Павловского сыграли большую роль в создании у Савинкова впечатления о жизнеспособности московской организации и ее активной деятельности. Тем не менее он ответил, что готов выехать в Россию только при одном условии: если за ним приедет сам Павловский. Опытный конспиратор терзался сомнениями. В письме, переданном Павловскому через Шешеню одним из заместителей Савинкова, говорилось: "До Вашего приезда отец посетить ярмарку не сможет". В апреле 1924 года в Варшаве, а затем и в Париже вновь побывал Федоров. Встретившись с Савинковым, он подробно рассказал о разногласиях в организации, которые могут привести к ее расколу и требуют его личного вмешательства. Но сомнения у Савинкова оставались. Чтобы их рассеять, 21 мая 1924 года на заседании правления ЛД (состоявшего из чекистов) была организована встреча Павловского с прибывшим из Варшавы Фомичевым. Павловский вел себя на встрече безукоризненно; хорошо сыграл роль и высказал «просьбу», чтобы его оставили для работы в России. 31 мая на "квартире Павловского" состоялась его новая встреча с Фомичевым, на которой присутствовал и Федоров. Павловский снова вел себя правильно. Но проведенные мероприятия только оттягивали необходимость выезда его за границу.
Пришлось сообщить Савинкову, что Павловский во время попытки экспроприации поезда недалеко от Ростова тяжело ранен, однако сумел ускользнуть от чекистов и укрыться в Москве на квартире надежного человека, хирурга, который его лечит. В письмах Савинкову Павловский звал его в Россию и выражал надежду на свое скорое выздоровление. Фомичеву снова организовали встречу с «раненым» Павловским. Убедившись в невозможности выезда последнего за границу, Фомичев через Варшаву возвратился в Париж. Вместе с ним отправился Федоров. Это была последняя командировка по линии ОГПУ. После прочтения писем Павловского, бесед с Фомичевым и Федоровым и долгих размышлений Савинков, наконец, решился ехать в Россию.
Одному из видных деятелей эмиграции, В. Л. Бурцеву, Савинков сказал: "Моя поездка в Россию решена. Оставаться за границей я не могу. Я должен ехать… Я еду в Россию, чтобы в борьбе с большевиками умереть. Знаю, что в случае ареста меня ждет расстрел. Я покажу сидящим здесь, за границей, Чернову, Лебедеву, Зензинову и прочим, как надо умирать за Россию… Своим судом и своей смертью я буду протестовать против большевиков… Мой протест услышат все!"
Приняв решение, Савинков пригласил из Нью-Йорка Сиднея Рейли, с которым обсудил план поездки. 12 августа 1924 года Савинков прибыл в Варшаву, где с помощью грима несколько изменил свою внешность. 15 августа вместе с Фомичевым и супругами Деренталь, с фальшивым паспортом на имя В. И. Степанова, он перешел польско-советскую границу. На границе их встретили Федоров, выехавший из Варшавы на день раньше, а также сотрудники разведки Пиляр (в роли командира пограничной заставы, «сочувствующего» ЛД), Пузицкий и Крикман ("члены московской организации").
16 августа Савинков и его сообщники были арестованы. Арест вызвал надлом и внутреннюю капитуляцию знаменитого террориста, не боящегося смерти.
25–29 августа 1924 года в Москве состоялся судебный процесс по делу Савинкова. Его показания вызвали замешательство в среде белой эмиграции.
На суде Савинков сделал заявление, которое тогда вряд ли кому-нибудь показалось искренним: "Я безусловно признаю Советскую власть и никакую другую. Каждому русскому, кто любит свою страну, я, который прошел весь путь этой кровавой тяжелой борьбы против вас, я, кто доказывал вашу несостоятельность, как никто другой, я говорю ему — если ты русский, если ты любишь свой народ, ты низко поклонишься рабоче-крестьянской власти и признаешь ее безоговорочно".
29 августа 1924 года Военная коллегия Верховного суда СССР вынесла Савинкову смертный приговор. Но, принимая во внимание признание Савинковым своей вины и "полное отречение от целей и методов контрреволюционного и антисоветского движения", суд постановил ходатайствовать перед Президиумом ЦИК СССР о смягчении приговора. В тот же день смертная казнь была заменена лишением свободы на 10 лет.
Савинков из тюрьмы направил своим единомышленникам за рубежом несколько писем с призывом прекратить борьбу против собственного народа, последовать его примеру и вернуться в Россию.
Содержался бывший террорист во внутренней тюрьме на Лубянке. В его распоряжение была предоставлена библиотека; его возили на прогулки в Сокольники и даже водили в рестораны. Более того, к нему на интимные свидания допускали его возлюбленную, мадам Деренталь. Но Савинков все чаще впадал в депрессию, неволя тяготила его. Он ходатайствовал о полном помиловании. Когда следователь сообщил ему, что его просьба отклонена, он выбросился из окна пятого этажа и разбился насмерть, чуть было не утащив за собой пытавшегося удержать его Сыроежкина. Все разговоры о том, что Савинкова сбросили в пролет лестницы, являются домыслами: чекистам он нужен был живой.
