Осенью 1869 года с удостоверением за подписью Бакунина, в котором говорилось, что он состоит членом «Русского отдела Всемирного революционного союза», Нечаев возвращается в Россию. В Москве он энергично вербует членов в революционные ячейки, вводя в заблуждение доверившихся ему людей небылицами о «Всемирном революционном союзе» и обществе «Народная расправа». Разумеется, все это Нечаев делает во имя революции и блага народа. Во имя тех же идеалов он убедил своих ближайших товарищей, в числе которых был и литератор Иван Прыжов, убить члена их кружка студента Иванова. Нечаев обвинил Иванова в предательстве, поскольку Иванов казался ему слишком независимым, а следовательно опасным для дела человеком. Одновременно с ликвидацией предателя ячейка как бы «связывалась» его кровью. Подобные методы, получившие впоследствии название «нечаевщины», были теоретически разработаны и обоснованы Нечаевым в «Катехизисе революционера».

Вскоре после убийства студента Иванова в гроте Петровской сельскохозяйственной академии нечаевская организация была раскрыта. К следствию по нечаевскому делу было привлечено более 300 человек, 87 из которых предстали перед судом. Сам Нечаев, однако, и на этот раз сумел скрыться за границей.

Через посредство Бакунина и Огарева ему удалось получить для революционных целей крупную сумму из «Бахметьевского» фонда. После смерти Герцена Нечаев пытался возобновить издание «Колокола», выпускал какие-то прокламации, но, в конце концов, благодаря авантюрному образу действий (обманы, чтение чужих писем, подготовка к экспроприации в Швейцарии etc.), потерял доверие даже расположенного к нему Бакунина.

В 1872 году швейцарское правительство по требованию России выдало Нечаева как уголовного преступника. По обвинению в убийстве Иванова, Нечаев был приговорен к 20 годам каторжных работ. Однако Сибири он так и не увидел – ему был уготован застенок в Алексеевском равелине Петропавловской крепости. Это было страшное место – кто сидел там, было предметом тайны не только для чинов комендантского управления, но и для тех, кто служил в самом равелине. Для заключения в эту тюрьму и для освобождения из нее требовалось повеление государя. Вход сюда был позволен коменданту крепости, шефу жандармов и управляющему III Отделением. Попав в равелин, заключенный терял имя и мог называться только по номеру. Когда узник умирал, тело его ночью тайно переносили из этой тюрьмы в другое помещение крепости, чтобы не подумали, будто в Алексеевском равелине есть заключенные, а утром являлась полиция и забирала тело, имя же и фамилию умершему давали по наитию, какие придутся.

Но Нечаев не спешил унывать – ему удалось распропагандировать охрану и через нее вступить в сношения с партией «Народная воля», которой он предложил план освобождения всех заключенных из крепости, в том числе и из Алексеевского равелина, а также целый ряд не менее фантастических проектов. Осуществлению их помешали события 1 марта 1881 года.

Вскоре после убийства первомартовцами Александра II связь Нечаева с народовольцами была обнаружена и охрана заменена. Прежняя, пав жертвой харизматической личности петропавловского узника, отправилась по этапу в Сибирь. Через год после этого Нечаев умер, по одним сведениям – от водянки, по другим – покончив с собой.

Сергей Нечаев, как своеобразный тип борца за свободу, симбиоз радикала и уголовника, был увековечен Достоевским в «Бесах» в образе Петра Верховенского. (Что говорить, Нечаев просился на бумагу, так как саму судьбу свою выстроил, словно авантюрный роман.) В те времена, когда в политическую деятельность как правило шли люди честные, достойные, подчас истинно благородные, подобный тип революционера был еще редкостью.