Dès la nouvelle de l'attaque de la rue Ordener, la justice et la police, bientôt rejoints par la Sureté dirigée par Xavier Guichard, sont saisies de l’affaire. Très vite des noms et des visages apparaissent, révélés soit par l'enquête soit par les nombreux mouchards qui sévissent. Une piste les mène à un certain Dettweiller, proche des anarchistes, chez qui la Delaunay-Belleville a été vue. Malgré ses dénégations, la police remonte à Carrouy, un de ceux de Romainville. Perquisitions et arrestations frappent le milieu illégaliste parisien.
Dans l'ordre sont arrêtés : le 14 janvier, Metge pour le cambriolage sanglant de Thiais ; le 31 janvier, Victor Kilbatchiche, désigné idéologue du groupe, et Rirette Maitrejean pour recel d’armes ; le 28 février, Dieudonné identifié par l'encaisseur Caby comme étant le quatrième homme de la rue Ordener ; le 15 mars De Boë ; le 30 mars, Soudy le guetteur de Chantilly ; le 3 avril, Carrouy le deuxième homme de Thiais ; le 7 avril Callemin ; le 24 avril Monier.
Jules Bonnot, Octave Garnier et René Valet sont encore libres, mais l’étau se resserre.
Le 24 avril, l'interpellation de Monnier conduit les hommes de la Sureté sur la piste de Bonnot. Ce dernier, caché dans l'appartement d'Antoine Gauzy, un commerçant d'Ivry-sur-Seine, échappe de très peu à l'arrestation. Bonnot abat le sous-chef de la Sureté Louis Jouin et blesse grièvement un inspecteur. Il parvient à fuir par une fenêtre et disparaît.