Тщательный анализ всех сведений об Азефе произвел Владимир Львович Бурцев. Ему было известно положение Азефа в партии эсеров. Их личное знакомство было поверхностным. Бурцев не подозревал, что Азеф пристально наблюдал за его деятельностью еще со студенческих времен и впервые упомянул его фамилию в агентурных донесениях в 1897 г. Что же касается Бурцева, то Азеф попал в сферу его внимания лишь летом 1906 г. Издатель журнала «Былое» столкнулся с руководителем Боевой организации на столичной улице и задал себе вопрос: «Если я издали увидел Азефа и так легко узнал его, то как же сыщики, которые, конечно, знают его в лицо, могут его не узнать, когда он так открыто бывает в Петербурге?». Вскоре у Бурцева зародилось подозрение, что Азеф – провокатор. Оно было подтверждено бывшим чиновником охранки М. Е. Бакаем, а затем и более серьезной фигурой – А. А. Лопухиным, бывшим директором Департамента полиции.

Над Азефом был проведен «суд чести», который и установил его виновность. В состав суда входили избранные центральным комитетом партии старые революционеры Г. А. Лопатин, князь П. А. Кропоткин и В. Н. Фигнер.

24 декабря 1908 (5 января 1909 г.) домой к Азефу пришли уполномоченные партии и дали срок до утра для чистосердечного признания. Ночью Азеф выскользнул из дома и уехал первым поездом. Сразу после его бегства ЦК известил членов партии, что Азеф объявляется провокатором.

Впоследствии Азеф прислал в Центральный комитет следующее письмо: «Ваш приход в мою квартиру вечером 5 января и предъявление мне какого-то гнусного ультиматума без суда надо мною, без дачи мне какой-либо возможности защищаться против возведенного полицией или ее агентами гнусного на меня обвинения возмутителен и противоречит всем понятиям и представлениям о революционной чести и этике… Мне, одному из основателей партии с. р., вынесшему на своих плечах всю ее работу в разные периоды и поднявшему благодаря своей энергии и настойчивости в одно время партию на высоту, на которой никогда не стояли другие революционные организации, приходят и говорят: „Сдавайся или мы тебя убьем“. Это ваше поведение, конечно, будет историей оценено».

Азеф скрывался в Берлине, ведя жизнь биржевого игрока, и боролся за восстановление своей репутации. Он писал жене: «В глазах всего мира я какой-то изверг, вероятно, человек холодный и действовавший только с расчетами. На самом деле, мне кажется, нет более мягких людей, чем я. Я не могу видеть или читать людское несчастье – у меня навертываются слезы, когда читаю, в театре или на лице вижу страдания. Это было у меня всегда».

"Да, я совершил непростительную ошибку, – размышлял Азеф в другом письме, – и, собственно, я мог давно снять с себя это позорное пятно, если бы в известное время пришел к товарищам и сказал: «Вот то-то есть – я загладил моей работой такой-то и такой-то, судите меня».

В 1912 г. он решил исправить эту ошибку, согласившись встретиться со своим разоблачителем Владимиром Бурцевым во Франкфурте-на-Майне. Азеф попросил устроить над ним суд из старых товарищей и, если этот суд вынесет смертный приговор, обещал сам привести его в исполнение в течение 24 часов.

Азеф неоднократно говорил, что все претензии партии к нему надуманны, он жил в Германии под фамилией, которую знали его товарищи, и никто не пришел его убивать. Более того, встречаясь с Бурцевым и давая ему объяснения, Азеф сказал: «Вы сумасшедший, если б не вы, я бы царя убил». Дальше Азеф, показав весы, сказал: «Если на одну чашу положить все, что я сделал для партии, и сравнить с тем, что мне стоило сделать, когда я кого-то выдал, то очевидно, что правая чаша несопоставима с левой».