Орлов был арестован 21 декабря в 7 часов пополудни в доме своей двоюродной сестры А. А. Орловой-Чесмен-ской на Большой Калужской улице (Ленинский проспект) и в сопровождении конвойного офицера отправлен в Петербург.
Комендант Петропавловской крепости генерал-адъютант А. Я. Сукин получал от императора записочку о каждом прибывавшем арестованном. Ирония судьбы: в то время как многие важнейшие документы той эпохи оказались утраченными, записочки эти, часто нацарапанные на обрывках бумаги, сохранились. Сукин как зеницу ока хранил начертанные императорской рукой повеления, а после его смерти они были сданы на хранение в Государственный архив как документы, имеющие государственное значение.
Итак, 29 декабря Сукин получил записку: «...присылаемого при сем генерал-майора Орлова посадить в Алексеевский равелин... и содержать хорошо». Но этому предшествовал допрос, лично сделанный Николаем I в присутствии генерал-адъютанта Левашова. В 1831 го-ДУ Николай I написал для своего семейства «Записки» о восшествии на престол. Допрос Орлова он описывает так подробно, как немногие другие:
«...Я его принял как старого товарища и сказал ему... что других я допрашивал, а его же прошу, как благородного человека, старого флигель-адъютанта покойного императора, сказать мне откровенно, что знает.
Он слушал меня с язвительной улыбкой, как бы насмехаясь надо мной, и отвечал, что ничего не знает, ибо никакого заговора не знал, не слышал, и потому и к нему принадлежать не мог; но что ежели б и знал про него, то над ним бы смеялся, как над глупостию. Все это было сказано насмешливым тоном и выражением человека слишком высоко стоящего, чтоб иначе отвечать, как из снисхождения...»
В журнале следственного комитета сказано по поводу показаний Орлова: «Комитет по выслушании показаний генерал-майора Орлова находит, что в оных не видно чистосердечия и что объяснения его неудовлетворительны...» Отвечая на вопрос о том, почему он, зная о планах заговорщиков, не донес на них, Орлов выдал свою подлинную позицию: «Теперь легко сказать: «Должно было донести», ибо все известно и преступление совершилось. Но, к нещастию их, обстоятельства созрели прежде их замыслов и вот отчего они пропали». Выделенные слова Николай I своей рукой дважды подчеркнул, а над словами «но к нещастию» поставил одиннадцать восклицательных знаков, а сбоку на полях еще один — двенадцатый огромного размера.
Улики против Михаила Орлова были велики. Показания декабристов давали ясное представление о том, что он был чрезвычайно заметной и популярной фигурой в их среде, к делу были присовокуплены данные о попустительстве революционной пропаганде в 16-й пехотной дивизии.
