Лучшие французские агенты контрразведки объединились и скрестили шпаги в неравной дуэли. Доказательств, настолько веских, чтобы они удовлетворили гражданский или военный суд, представлено не было; а поскольку Мата Хари состояла в близких отношениях с такими лицами, как герцог Брауншвейгский, германский кронпринц, голландский премьер ван де Линден, и другими подобными персонами, крайне важно было найти абсолютно неопровержимые улики.
Наконец, было установлено, что она добивалась пропуска в Виттель под тем предлогом, что там находится ее бывший любовник, капитан Маров, потерявший на войне зрение и нуждавшийся в уходе. Ее привязанность к злополучному русскому офицеру не вызвала бы особых подозрений, если не принимать во внимание тот факт, что вблизи Виттеля незадолго до этого был оборудован новый аэродром, а французы перехватили адресованную германским шпионам шифрованную инструкцию о необходимости получить о нем данные. Надеясь, что теперь Мата Хари окончательно себя разоблачит, французские контрразведчики позаботились, чтобы ей выдали пропуск. Но в Виттеле она повела себя чрезвычайно осторожно.
Французские власти были вне себя: они чувствовали угрозу, но не могли поймать шпионку с поличным. Кое-кто из проницательных умов посоветовали ее выслать, что и было сделано. Реакция Маты Хари, после того как ей объявили о высылке, послужила убедительным доказательством ее причастности к международному шпионажу; она повела себя как профессиональная шпионка, как самый подлый попавшийся наемник — стала клясться, что никогда не работала на немцев и что готова поступить на службу во французскую разведку. Она даже стала похваляться своим влиянием на многих высокопоставленных лиц в Германии и вызвалась отправиться туда и добыть сведения, необходимые французскому генеральному штабу.
Начальник одного из отделов французской контрразведки капитан Жорж Ладу не был удивлен ее наглостью и сделал вид, будто ей верит. Так как она объявила, что генерал-губернатор Бельгии фон Биссинг падет к ее ногам, стоит ей только взглянуть на него, ей предложили отправиться в Брюссель и выведать все, что удастся. Ей сообщили фамилии шести агентов в Бельгии, с которыми она могла немедленно связаться. В Париже они все числились на подозрении из-за хронических преувеличений, содержащихся в их отчетах. После прибытия Маты Хари в Брюссель один из этих шести бельгийцев был арестован немцами и расстрелян, что якобы свидетельствовало против танцовщицы.
Казнь агента озадачила французов. Они не получали от него ничего ценного и полагали, что все донесения пишутся под немецкую диктовку. И если немцы осудили его за шпионаж, стало быть, он двойной шпион, отсылавший верные сведения их противникам. Через некоторое время это подтвердили англичане, сообщившие, что один из их шпионов был загадочным образом выдан немцам некой женщиной. Контрразведчики даже получили приметы этой женщины, однако той удалось ускользнуть из их рук.
Мате Хари вскоре наскучило прикидываться шпионкой союзников, и она через Голландию и Англию направилась в Испанию. Если она знала, что английский агент погиб по ее доносу, то решение отправиться в английский порт было с ее стороны либо чудовищной глупостью, либо необычайно отважным поступком.
Ей дали высадиться и проследовать в Лондон, поскольку, видимо, были уверены, что ее допросят в Скотленд-Ярде. И здесь, побив рекорд наглости, проявленной ею в разговоре с Ладу, Мата Хари призналась Базилю Томпсону в том, что она немецкая шпионка, но прибыла в Англию шпионить не в пользу Германии, а в пользу Франции! Начальник уголовно-следственного отдела, рыцарски замаскировав свой скептицизм, посоветовал ей не совать нос в правительственные интриги и разрешил отъезд в Испанию. Она поблагодарила за добрый совет, но в Мадриде ее вскоре увидели на короткой ноге с капитаном фон Калле, германским морским атташе, и с военным атташе фон Кроном.
Немцы сократили расходы на секретную службу, и даже такие центры германской разведки, как антверпенский и бернский, это почувствовали. По всей линии был отдан приказ об экономии; ослепительная Мата Хари, безнадежно скомпрометированная и всеми подозреваемая, была непомерной роскошью, содержание которой германская разведка фон Калле позволить себе не могла. Ему послали радиограмму с требованием направить Н-21 во Францию. Телеграмма была зашифрована кодом, уже известным французам.
Фон Калле передал приказ, объявив для приманки, что она получит 15 тысяч песет за свою работу в Испании от дружественного ей лица. Мата Хари вернулась во Францию, в Париж, где немедленно направилась в отель «Плаза-Атенэ» на авеню Монтень. Больше не было необходимости действовать скрытно; уже на следующий день она была арестована. У нее не нашлось времени обналичить свой чек, а в ее кошельке оказалось всего несколько монет.
После предварительного допроса, на котором она выразила свой протест и поддельное удивление, ее препроводили в тюрьму Сен-Лазар и поместили в камеру, ранее занимаемую мадам Кайо, которая застрелила известного редактора, и мадам Штайнхейл, которая послужила причиной смерти президента республики.
