В первые дни марта новая власть разыскивала Мартынова, но, как он потом писал, ему было сложно вернуться обратно в Москву. По возвращении он написал рапорт, поданный комиссару Москвы 13 марта 1917 года. Рапорт интересен не только с точки зрения чисто служебных отношений, но и как документ, содержащий политическую оценку происходившего. Считая обстановку сложной и особенно сложной для бывшего начальника охранного отделения, он пишет: «Прежде всего считаю долгом заявить о моём полном подчинении настоящему правительству и что никаких мер или действий, могущих нанести ему какой-либо вред, я не предпринимал и никогда не предприму, с самого начала принятия им власти, прекратив всякую работу вверенного мне отделения. <…> Должен также доложить, что с последних дней февраля с.г., когда в градоначальстве не было получено никаких инструкций из Петрограда, но было определённо известно, что Временное правительство взяло в свои руки управление страной — всякое противодействие ему только осложняло положение, поэтому я распорядился по Отделению, чтобы никаких арестов не производили, чтобы те арестованные, которые числились содержанием под стражей за градоначальником, были бы освобождены. <…> Глубоко убеждён, что ни один из моих подчинённых, как из офицерского состава, так чиновников и низших служащих, и не стал бы принимать никаких мер, ведущих к вреду для Временного правительства, так как было совершенно ясно, что идти против общего желания бессмысленно, вредно и могло бы создать только крайне нежелательные осложнения, особенно в то тяжёлое время, которое мы все переживаем. Невероятное ослепление, в котором находилась старая власть, не умевшая слушать тех предостерегающих докладов, которые ей неоднократно делали, указывавших и на падение престижа династии, и на всеобщее негодование, ставило в невозможное положение службу при этом режиме»[23]. Стоит отметить, что доклады Мартынова внимательно прочитывались непосредственным руководством, но многие материалы подобного рода складывались министром внутренних дел Протопоповым «под сукно».
Далее в рапорте Мартынов говорит о своём желании и желании своих подчинённых уйти на фронт — «вступить на общем основании в действующую армию и своей службой и в её рядах и кровно быть действительными защитниками родины и верными слугами Временного правительства»[24].
В начале апреля 1917 года А.П. Мартынов был арестован. Первоначально он содержался на дворцовой гауптвахте в Кремле, в июне был переведён в Московскую губернскую тюрьму. Его допрашивали в Комиссии по обеспечению нового строя. Вопросы касались его непосредственной службы по политическому сыску и руководству им и секретной агентуры. Свои показания Мартынов оформил в виде «Записки об организации системы политического сыска». На вопрос о конкретных секретных сотрудниках, и в частности, о наличии в Московском охранном отделении агентуры среди военных, Мартынов отвечал устно.
