Такой шаг русского военного моряка беспокоил японскую сторону больше всего, и они старались на допросах выяснить суть дела.
После первых допросов и 50-дневного пребывания в японской тюрьме пленников отправили в «губернский» город Мацмай (город Фукуяма, на крайнем юго-западе острова Хоккайдо). Здесь пленников заперли в клетках. Сперва их допрашивал губернатор Аррао Тадзимано Кано. Затем началось знакомство с «сыщиком центрального правительства» Мамия Ринзоо, специально присланным в Мацмай сегуном, фактическим правителем Страны восходящего солнца.
Мамия Рензоо, математик и лесовод, считался у японцев открывателем острова Карафуто (Сахалина). В ходе допросов он утверждал, что «японцы имеют основательную причину подозревать русских в дурных против них намерениях и что голландцы, сообщившие им о разных замыслах европейских дворов, не ошибаются». Но все выглядело гораздо проще: голландцы, монополизировавшие торговлю с Японией, не желали иметь конкурентов.
Головнин со своими спутниками задумал совершить дерзкий побег из плена. На него согласились все, кроме мичмана Мура, изучившего к тому времени довольно сносно японский язык и заявившего о своем желании остаться в Японии переводчиком. Штурман А.И. Хлебников из стальных игл, клочка медного листа и нескольких бумажных листов, склеенных рисовым отваром, смастерил компас. Побег был совершен через подкоп под стену тюрьмы. К берегу моря шли по ночам, днем прятались в зарослях бамбука, среди камней. Однако на берегу беглецы были схвачены и вновь оказались в японской тюрьме…
Тем временем лейтенант П.И. Рикорд не останавливается в своих попытках освободить из плена участников географической экспедиции. Он совершает две экспедиции — к острову Кунашир в 1812 году и к острову Иезо (Хоккайдо) — в следующем. Теперь он командовал двумя военными кораблями — шлюпом «Диана» и бригом «Зотик». Вблизи кунаширских берегов Рикорд захватил несколько японских судов. Экипажи русских кораблей готовятся к десанту и штурму той крепостицы, где был вероломно захвачен Головнин со своими спутниками.
Вскоре Рикорду удалось захватить крупное торговое судно, и от его судовладельца и капитана Такатай-Кахи было получено известие о том; что Головнин и его спутники живы и находятся на Хоккайдо.
В октябре 1813 года настойчивому Рикорду наконец удается вызволить Головнина со спутниками из японского плена. Будущий начальник Камчатской области, академик Санкт-Петербургской академии наук и адмирал П.И. Рикорд описал плавание к Курилам и японским берегам в мемуарах «Записки флота капитана Рикорда о плавании его к Японским островам в 1812 и 1813 гг. и сношениях с японцами».
