В сентябре 1879 года в Одессу с грузом динамита приехала Вера Фигнер, затем с дополнительным грузом взрывчатки прибыл Николай Кибальчич. Изобразив супружескую пару, они на имя Иваницких сняли квартиру в доме № 66 по Екатерининской улице и там изготавливали запалы, сушили пироксилин, апробировали аппараты для взрыва. Им помогали народовольцы Н. Колодкевич, М. Фроленко и Т. Лебедева. Вскоре Фроленко и Лебедева образовали еще одну «супружескую» пару и сняли железнодорожную будку. Фроленко устроился железнодорожным сторожем неподалеку от местечка Гниляково. Сюда понемногу стали свозить динамит, и когда его оказалось достаточно для взрыва, вдруг появился народоволец Григорий Гольденберг с поручением Исполнительного комитета передать ему часть взрывчатки для Москвы, где ее не хватало, а шансы на успех считались самыми вероятными. Однако, когда Гольденберг, одетый настоящим денди, нес на одесском вокзале большой и тяжелый чемодан с динамитом, не доверив его носильщику, он вызвал подозрение одного из железнодорожных служащих, который после недолгих размышлений сообщил о нем в полицию. Гольденберга задержали лишь в Елисаветграде. Он попытался бежать, но был схвачен, обезоружен и арестован. При допросах полиция не узнала, где, когда, на кого и кем готовится покушение, но назначение динамита не вызвало у следствия никаких сомнений, и были приняты все меры для обеспечения безопасности царя. Первым делом отменили следование царского поезда через Одессу.
Поняв это, террористы сразу же ликвидировали свою явочную квартиру в Одессе и сосредоточили усилия в Александровске и Москве. Но в Александровске взрыв царского поезда не состоялся. Впоследствии Исполнительный комитет создал специальную комиссию, которая расследовала причины неудачи, и оказалось, что Желябов неправильно соединил провода.
Теперь все надежды народовольцев связывались с Москвой, где действовала еще одна «супружеская пара» – Софья Перовская и Лев Гартман. Выдав себя за мещан Сухоруковых, они сняли небольшой домик неподалеку от Московско-Курской железной дороги. Из домика они начали вести подкоп, в конце которого должны были заложить мощную мину. В доме у них скрытно появлялись и исчезали, чаще всего по ночам, группы помощников-землекопов (А. Михайлов, А. Арончик, Г. Исаев, А. Баранников и Н. Морозов). Работа была грязной и трудной, ибо подкоп был более 20 саженей в длину и его сооружение обошлось в 40 000 рублей, для чего на последнем этапе был даже заложен дом, откуда этот подкоп шел. Работая с раннего утра до позднего вечера по шею в холодной грязи, народовольцы успевали проходить за день от полутора до двух метров. Но к 19 ноября – дню прохода царского поезда – у них все было готово.
