根据卞树棠所供秦应麟夫妇分别居住的两处住地、情报组及架设电台的地址，赵继统分析，在农村开展侦察工作，侦察员很难隐蔽，指示立即破案。
9月1日晚，北京市公安局、天津市公安局、河北省公安厅参战的侦察人员统一由李广祥指挥，兵分三路展开行动：一路由曹纯之带队去乃慈府街逮捕秦应麟、卞书兰；一路由成润之带队去前门外某货栈逮捕情报组人员；另一路由天津市公安局副局长张有恒带队去通县垛子村逮捕报务员、译电员并搜查电台。
曹纯之等当晚就抓住了秦应麟、卞书兰。成润之等到前门外某货栈，事前已掌握那里潜伏着四个情报员，但只抓到了李慕仁、李光琴、钮益惠三人。
成润之等回到侦察科后说，梁锡增外出，没有抓到。曹纯之说，梁锡增是河北某县梁各庄人，赶快用电话通知河北省公安厅去缉拿。成润之立刻给河北省公安厅打电话，请他们派人去抓。
因报务员孙毓清等已于8月31日接到秦应麟的报警信，当晚即将电台拆卸埋藏在钮益培家，9月1日早晨逃跑。所以，到通县垛子村去搜查电台，逮捕报务员、译电员的张有恒副局长等扑了空。
9月2日早晨，张有恒把去通县垛子村扑空的情况向李广祥、苏玉涵作了汇报。李广祥、苏玉涵请示赵继统后，又从正在侦察国际间谍李安东案的侦察组抽调了一部分人，配合张有恒副局长一路人马，到通县垛子村附近的庄稼地里及各路段搜查堵截。直到晚上，才在公路边庄稼地里的一棵大树下抓到了刘景惠、钮益培、钮益海。
根据他们供出的地址，当天夜里就在北京市区抓到了报务员孙毓清。河北省公安厅也于当天抓到了梁锡增。至此，全案主犯、从犯全部落网。
从钮益培家搜查出“保密局直属天津特别组”cms美制特工收报机、发报机各一部，收发报登记簿各一份，密码本四本（“天密”、“美密”、“毓密”、“安密”），波长呼号表，电台零部件，特务身份证明书以及履历表等。
从乃兹府街10号院卞书兰住处，搜查出蒋介石、陈诚、毛人凤发给秦应麟的特务委任状三件，来往电报底稿179件（收100件，发56件，待发底稿23件）。电报种类包括人字（内部人事）、情字（军事情报）、治字（政治情报）、经字（经济情报）四种。
逮捕秦应麟之后，办案人员在乃兹府街4号秦应麟的住处没有搜查到什么罪证，但在钮益培家搜出的美制cms电台引起了他们的注意。因为美制cms电台是第二次世界大战时美国海军的制式装备，一般的潜伏特务使用的都是小型的美制直交流15瓦电台。秦应麟的“天津特别组”怎么会使用这么大的电台？
他的这种大型电台是从哪里取来的？钱健钢和预审员老孙把秦应麟带去看守所，连夜对其进行审讯：“秦应麟，北京解放前，你是保密局涞源组组长，是对我们晋察冀革命根据地进行罪恶破坏活动的老特务。你早知道，我们对反革命分子有‘坦白从宽，抗拒从严’的政策，蒋介石树倒猢狲散的时候，你不来向**登记，立功赎罪，反而逃到台湾，继续当特务。这就是你不知悔改、死心塌地与人民为敌的铁证。这次又潜回北京、天津组建‘保密局直属天津特别组’，收集我军政情报，你犯下了滔天罪行，再不翻然悔悟，老实交代，你将和‘保密局直属北平潜伏台’台长计兆祥一样受到严厉惩办。”
秦应麟一听历数他的罪恶，又听到他将和“北平潜伏台”台长计兆祥一样受到被枪毙的严厉惩办，当即满头冒汗，扑通跪在地上连连磕头说：“我老实交代，彻底悔过，认罪服法，请求长官宽大。”
老孙问道：“你们使用的电台是从哪里来的？”
秦应麟哆哆嗦嗦地说：“事情要从头说起。自从人民**侦破保密局‘北平潜伏台’之后，李克农命令计兆祥给毛人凤发电报，当时保密局的校官以上特务，正在局部开会。毛人凤收到电报暴跳如雷，并连声大喊大叫：‘再派人建台！再派人建台！’”
美国顾问包瑞德也十分颓丧。我们坐在外屋听的人，都提心吊胆，互相嘀咕，这一下不知道又轮到谁去送死了。我们见得多了，定了谁潜回大陆，谁就得去，如果不去，就会被立即处死。
去的不是登陆时被击毙，就是登陆后被活捉。就算勉强潜入北平、天津也免不了被共产党侦破逮捕。因此，大家都怕轮到自己的头上。
就在第二天，毛人凤突然把我叫去，说我是老手，有经验，叫我潜回平津地区建台。我哪敢说不去。如果说不去，我不是当时就找死吗？我表示服从命令。毛人凤很高兴地对我说，用万能台对付共产党我们失败了，还得用你的老经验，组、台分开，分散隐蔽比较妥当。
我说，我的报务员项艺已被共产党逮捕，我又不会报务，是个困难。毛人凤说：“你在平津关系多，走时带个报务员去，你隐蔽起来，幕后指挥情报员、通讯员、报务员和你的旧关系活动，就万无一失了。”
我又说：“我原来的电台，在罗世运、项艺被捕后已被共产党收缴了，咱们带电台到大陆去的都失败了，这个事怎么办才好？”
为这事毛人凤皱了眉头，在屋里来回转个不停。我想如果电台解决不了，我就可能不去了。这时候美国顾问包瑞德说话了，经过翻译，大意是：北平解放前，美国战略情报局在那里有五部电台。
美国战略情报局撤出北平时，把这五部电台给张xx掩护起来了，你到北平可以找张xx要一部使用。我用来收发报的电台就是从张xx家取出的美国战略情报局专用的美制cms电台。
老孙继续问道：“你还掩盖什么？那四部美制特工电台你还没有交代，哪里去了？”
秦应麟回答：“我不掩盖，我彻底向长官交代。要是那四部美制特工电台张xx没有转移，就还在张xx家放着。”