Перовская узнала о благородном поступке Желябова 3 марта. Она шла по Невскому проспекту вместе с Тырковым. Город был одет в глубокий траур по случаю смерти царя. Вокруг бегали мальчишки, выкрикивая новое сенсационное сообщение из газет: государственный преступник Желябов объявил себя организатором 1 марта. Участь Желябова, следовательно, была решена. Молча, задумчиво прочла Перовская сообщение. На замечание Тыркова: «Зачем он это сделал?», она скупо ответила: «Верно, так нужно было». Другому товарищу она пояснила свою мысль: «Иначе нельзя было. Процесс против одного Рысакова вышел бы слишком бледным». Судьба партии, ее престиж для Перовской были дороже собственной жизни и жизни любимого человека.

Арестованный Рысаков 1 марта еще отказывался давать показания о товарищах. Однако уже на другой день он был сломлен. Он назвал конспиративную квартиру на Тележной улице, где были арестованы участники покушения Г. Гельфман и Т. Михайлов, а Н. Саблин застрелился по приходе полиции. Усиленно разыскивали Перовскую.

После 1 марта все мысли Софьи Львовны были заняты лишь одним: как спасти Желябова? Оставаться в городе ей было опасно. Еще в марте 1880 года был издан циркуляр об аресте Перовской — участницы покушения на «жизнь священной особы» императора 19 ноября 1879 года. Товарищи уговаривали Соню скрыться, хотя бы на время, из Петербурга, но бесполезно. На все мольбы и предложения она отвечала категорическим отказом: «Нельзя оставить город в такую минуту. Теперь здесь столько работы». «Соня потеряла голову», — говорили о ней друзья. Она имела возможность скрыться, но не хотела и думать об этом, пока не будет освобожден Желябов.

После ареста Андрея Ивановича (он был арестован на квартире народовольца Тригони), она неоднократно возвращалась на их совместную квартиру, чтобы «очистить» ее от всего нелегального. Только нерасторопность полиции спасла тогда Перовскую от неминуемого ареста. Временами страшное отчаяние охватывало ее, но она не опускала руки и пыталась испробовать все средства для спасения любимого человека. 1 марта, сразу же после покушения, Софья Львовна пришла к Суханову — представителю военной народнической организации. Вместе с ним и с другими товарищами из военно-революционной группы она разрабатывала серьезный план: отбить Желябова при перевозке его из Петропавловской крепости в дом предварительного заключения. Перовская пыталась найти лазейку в окружной суд, где предполагалось судебное заседание, искала свободную квартиру близ III отделения: здесь она планировала устроить наблюдательный пункт и отбить Желябова при выезде из ворот III отделения. Однако ни один план не удавался.

Софья Львовна сильно изменилась за несколько дней: осунулась, побледнела. Посреди разговора вдруг задумывалась, но затем, встряхнувшись, опять говорила с лихорадочным оживлением. Не имея пристанища, она бродила по городу, ночуя и питаясь как-нибудь и где придется. Человек крайне деликатный и скромный, она страдала от одной лишь мысли, что может подвергнуть серьезной опасности приютивших ее друзей или знакомых. Однажды, зайдя к Фигнер, она опросила, можно ли переночевать у нее. Когда Фигнер обиделась за этот вопрос, Софья Львовна ответила ей: «Я спрашиваю потому, что, если в дом придут с обыском и найдут меня — тебя повесят». «С тобой или без тебя, — если придут, я буду стрелять», — успокоила ее Вера Фигнер.

10 марта 1881 года в 5 часов вечера Перовская была арестована прямо на улице — на Невском проспекте, вблизи Екатерининского сквера. Ее разыскивал околоточный надзиратель Широков, разъезжавший по всему городу в сопровождении хозяйки лавочки, в которой Перовская делала закупки. Торговка опознала скрывавшуюся «преступницу». Это случилось как раз в тот день, когда было выпущено знаменитое письмо Исполнительного комитета к царю Александру III.

При личном обыске у арестованной была обнаружена нелегальная литература: печатные прокламации по поводу событий 1 марта, программа Исполнительного комитета «Народной воли», экземпляры «Рабочей газеты», шифрованные записи. Перовская была представлена Рысакову и опознана им. Она не отрицала своей принадлежности к «Народной воле» и участия в покушениях 19 ноября 1879 года и 1 марта 1881 года. Показания при последующих допросах были более обширны. Перовская, придерживалась обычной тактики народовольцев, давала объяснения общего характера, с гордостью признавала предъявленные лично ей обвинения. Но когда речь шла о привлеченных к следствию лицах, ее показания становились более чем сдержанными: отвечать не желаю… назвать не желаю… разъяснить не желаю…

Разгром «Народной воли» продолжался. 14 марта были арестованы члены наблюдательного отряда, указанные Рысаковым, 17 марта — Кибальчич и Фроленко… Провокатор Окладский и предатель Рысаков продолжали свое черное дело.

В доме предварительного заключения арестованные содержались под строжайшим надзором. Перовская сидела в отдельной камере, изолированная от мира. Завязать какие-либо сношения с ней, хотя бы передать записку, было невозможно: в камеру входили только избранные начальством надзирательницы. Заключенной были разрешены лишь редкие свидания с матерью.

Варвару Степановну вызвали в Петербург из Крыма сразу после ареста дочери. Мать и дочь всю жизнь связывали самые нежные чувства. Первое время после ухода из дома отца Соня могла видеться с ней лишь тайком, изредка. Когда Варвара Степановна уехала в Крым, дочь использовала любую возможность для того, чтобы встретиться с ней. Но с 1878 года Софья Львовна стала жить нелегально. Как тяжело было отказаться хотя бы от редких встреч с горячо любимой матерью! Но если революционер посвящает свою жизнь народу, он отдает ее целиком, без остатка. С тех пор Соня редко-редко через знакомых получала известия от матери. И вот теперь, более чем через два года, они встретились вновь, но в тюремной камере…

Варвару Степановну вызвал к себе граф Лорис-Меликов и предложил от имени царя повлиять на дочь так, чтобы она выдала своих соучастников. Мать, понимавшая, какая участь ожидает Соню, нашла в себе силы с достоинством ответить царскому чиновнику: «Дочь моя с раннего детства обнаруживала такую самостоятельность, что ее нельзя было заставить делать что-либо по приказанию, а только лаской и убеждением; в настоящее же время она уже в зрелом возрасте, вполне сложившихся взглядов, ясно понимала, конечно, что делала, и потому никакие просьбы не могут повлиять на нее».

Первое свидание Софьи Львовны с матерью было невыносимо тягостным и коротким. Они встретились в отдельной комнате в присутствии жандармского офицера и товарища прокурора. Едва успели обнять и поцеловать друг друга, как их заставили сесть рядом на стульях. Надзиратели сидели так близко, что буквально касались их колен. И обе безмолвно согласились скорее окончить свидание…

Еще перед судом, за 12 дней до казни, Перовская прислала матери из тюрьмы свое последнее письмо. В эти дни вся черная, реакционная пресса кричала о цареубийцах, кровожадных злодеях, потерявших человеческий облик. И вот со страниц письма, как лучшее опровержение злобной клеветы, встает образ революционерки, мужественной, непоколебимой, с нежным и любящим сердцем. Соня не жалуется на свою судьбу: жизнь прожита не даром, ее совесть чиста. Не о себе она думает в эти последние дни. Ее волнует лишь одна мысль: как облегчить горе матери, поддержать дорогих и близких людей?

«Дорогая моя, неоцененная мамуля! — писала Софья Львовна. — Меня все давит и мучает мысль, что с тобой. Дорогая моя, умоляю тебя, успокойся, не мучь себя из-за меня, побереги себя, ради всех окружающих тебя и ради меня также. Я о своей участи нисколько не горюю, совершенно спокойно встречаю ее, так как давно знала и ожидала, что рано или поздно, а так будет. И право же, милая моя мамуля, она вовсе не такая мрачная. Я жила так, как подсказывали мне мои убеждения; поступать же против них я была не в состоянии, поэтому со спокойной совестью ожидаю все предстоящее мне. И единственно, что тяжелым гнетом лежит на мне, это твое горе, моя неоцененная, это одно меня терзает, и я не знаю, что бы я дала, чтобы облегчить его. Голубонька моя, мамочка, вспомни, что около тебя еще громадная семья, и малые и большие, для которых, для всех ты нужна, как великая своей нравственной силой. Я всегда от души сожалела, что не могу дойти до той нравственной высоты, на которой ты стоишь, но во всякие минуты колебания твой образ меня всегда поддерживал. В своей глубокой привязанности к тебе я не стану уверять, так как ты знаешь, что с самого детства ты была всегда моею самой постоянной и высокой любовью. Беспокойство о тебе было для меня самым большим горем. Я надеюсь, родная моя, что ты успокоишься, простишь хоть частью все то горе, что я теперь причиняю, и не станешь меня сильно бранить: твой упрек, единственно для меня тягостный.