לכל אורך הפרשה, היה מקובל להאמין שהבורדרו אכן הגיע אל אנרי ב"דרך הרגילה", דהיינו באמצעות באסטיאן. עם זאת, היסטוריונים שונים, כמו ז'וזף ריינאך ומוריס בומון, העלו השערה על פיה המכתב נגנב מתיבת הדואר של שוורצקופן ומעולם לא הגיע ליעדו. לפי טענה זו, המכתב נגנב בידי סוכן ממוצא אלזסי בשם בריקר (Brücker), אשר עבד במשך שנים עבור המשרד הסטטיסטי. בריקר היה בין היתר האדם שגייס עבור המשרד הסטטיסטי את באסטיאן. עם זאת, במשרד השני איבדו בו אמון לאחר שהתגלה כי המאהבת שלו ריגלה עבור הגרמנים. לפי חלק מההשערות, בריקר רצה לרכוש מחדש את אמון המשרד הסטטיסטי, ולפיכך, כאשר באחת הפעמים נעדר השוער בכניסה לשגרירות, התגנב בריקר והוציא מתיבת הדואר את המעטפה שבתוכה היה הבורדרו. לפי דעה זו, בריקר הביא לאנרי את הבורדרו כשהוא שלם, ואנרי היה זה שקרע אותו לחתיכות כדי שיראה כאילו הגיע ב"דרך הרגילה". תאוריית קשר גורסת כי אנרי לא רצה בתחילה להביא את הבורדרו לידי סאנדהר, משום שזיהה את כתב ידו של אסטרהאזי אשר עבד עמו בעבר במשרד הסטטיסטי והיה ידיד קרוב שלו, אולם בריקר איים עליו שיספר לסאנדהר על כל העניין ולפיכך אנרי נכנע. דרייפוס עצמו נטה יותר לקבל את "גרסת בריקר", וגם שוורצקופן בזיכרונותיו טוען שהבורדרו מעולם לא הגיע לשולחנו. היה לו אינטרס ברור לטעון כך, כדי להפחית מרשלנותו הניכרת לאורך כל הפרשה. כיום נוטים מרבית ההיסטוריונים להאמין שהבורדרו כן הגיע בדרך הרגילה.
החקירה.
אנרי העביר מיד את הבורדרו לידי סאנדהר. סאנדהר מיהר להעבירו לידי הגנרל רנואר, אשר שימש כממלא מקום הרמטכ"ל (הרמטכ"ל בואדפר לא נמצא אותה עת בפריז), שבתורו העביר אותו לידי שר ההגנה אוגוסט מרסייה. מרסייה הורה מיד להתחיל בחיפושים אחר המרגל. סאנדהר ניסה להשוות את כתב היד עם כתבי יד של מרגלים מוכרים שהיו בארכיון שלו, אולם החיפוש לא הניב תוצאות. סאנדהר ומרסייה שיערו שכותב הבורדרו הוא חבר במטכ"ל, שכן אחרת לא הייתה יכולה להיות לו גישה למסמכים הללו. הבורדרו הופץ בין מפקדי המשרדים השונים כדי שהללו ישוו אותו עם כתבי היד של אנשיהם, אך איש מהם לא זיהה אותה. סאנדהר החליט למקד את החיפוש באגף הארטילריה, אולם ראש האגף גם הוא לא זיהה את הכתב. ב-5 באוקטובר הגיעה החקירה למבוי סתום.
ב-6 באוקטובר הושגה פריצת דרך בידי לוטננט קולונל אנרי ד'אבוביל, סגן מפקד המשרד הרביעי האחראי על ההובלה ועל מסילות הברזל. ד'אבוביל הפנה את תשומת לבו של מפקדו, קולונל פאבר (Fabre), לעובדה שסוג הידיעות המוצגות בבורדרו מעיד שהכותב עבד בכל ארבעת המשרדים של הצבא, ופירושו של דבר שהוא אחד מ"המתמחים", היינו קציני המטכ"ל שהוסמכו לא מכבר והיו חייבים לעבור תקופה בכל אחד מהמשרדים לפני ששובצו ביחידותיהם. כעת החיפוש הצטמצם מאוד. המרגל היה מוכרח להיות מתמחה אשר משתייך לאגף הארטילריה. דרייפוס באותה עת עבד במשרדו של פאבר, והוא התאים בדיוק לתיאור. פאבר לא חיבב את דרייפוס ולפיכך הביא טופס בכתב ידו והשווה בינו לבין תצלום של הבורדרו. אכן נמצא דמיון רב.
הבעיה שעמדה בפני פאבר וד'אבוביל הייתה אזכורו של כותב המכתב כי הוא עתיד לצאת לתמרונים. בדיקה שערכו גילתה שדרייפוס לא השתתף בתמרונים בזמן האחרון. עם זאת, הם גילו כי בחודש יוני ערך המטכ"ל מסע במחוזות המזרח ודרייפוס השתתף בו. הם החליטו כי זו הכוונה במילה "תמרונים". "החל מאותו רגע," כותב ז'וזף ריינאך - פוליטיקאי יהודי אשר היה אחד מתומכיו של דרייפוס ולימים הפך לאחד ממתעדיה החשובים של הפרשה: "מתרחשת התופעה שתחלוש על כל ה'פרשה'. לא העובדות הבדוקות שנבחנו בזהירות הן היסוד שעליו מתבססת האמונה, אלא להפך, האמונה הקבועה מראש, שאין להפריך אותה או לחלוק עליה, היא המעוותת את העובדות ומסלפת אותן". פאבר שיתף בתגליתו את סגן הרמטכ"ל שארל־ארתור גונז, אשר הסכים עם המסקנות והחליט להמתין לפני שיעביר את המידע הלאה. תחת זאת, הוא סיפר על כך לרמטכ"ל בואדפר, אשר נרעש מהרעיון מכיוון שהכיר את דרייפוס וחיבב אותו. כמו כן הוא שיתף בתגלית את סאנדהר, אשר מכיוון שנודע כאנטישמי מושבע קיבל מיד את ההאשמות. הוא אף טען שראה את דרייפוס מסתובב באזור מטה המשרד הסטטיסטי, וכי דרייפוס נהג לשאול אותו שאלות רבות, וזאת אף על פי שהוא מעולם לא פגש את דרייפוס.
תוצאות החקירה הוגשו למחרת אל שר ההגנה מרסייה, אשר היה מסויג מעט יותר ודרש שתיערך בדיקה מקצועית יותר. גונז החליט ליטול את היוזמה לידיו וקרא למשרדו את לוטננט קולונל ארמאן די פאטי דה קלאם, אשר נודע בכישוריו הגרפולוגיים. גונז הציג בפני פאטי את הבורדרו לעומת כתב יד של דרייפוס בלי לספר לו למי שייך כתב היד. פאטי קבע מיד כי שני כתבי היד זהים. גונז הסביר לו כעת את החשד ופרט בפניו את החקירה החובבנית של פאבר. פאטי חקר את כתבי היד במהלך ה-7 באוקטובר, ולמחרת הגיש את תוצאות מחקרו אשר קבעו כי "למרות כמה הבדלים" שני כתבי היד זהים ורצוי להגיש אותם לחקירה רצינית יותר.
מרסייה החל לפעול במישור הפוליטי כדי להבטיח סיום מהיר של הפרשה. ב-10 באוקטובר הוא נפגש עם נשיא צרפת ז'אן קזימיר־פרייה וניסה לתאר את הפרשה כולה כאירוע שולי שיש לטפל בו במהירות. פרייה נפגש עם ראש הממשלה שארל דופוי והשניים סיכמו לכנס קבינט מיוחד למחרת היום. הדיון נערך במשרד הפנים ונכחו בו, פרט לנשיא ולראש הממשלה, רק שר החוץ, שר המשפטים ומרסייה עצמו. מרסייה סקר את הפרשה בקצרה וקבע כי ישנו חשוד, אולם לא נקב בשמו (פרט לראש הממשלה והנשיא, איש מהפוליטיקאים לא ידע את שמו). הוא דרש לערוך משפט מהיר ולסיים את הפרשה. עם זאת, שר החוץ גבריאל הנוטו התנגד לכך בחריפות בטענה שהמצב הפוליטי בין גרמניה לצרפת שברירי מאוד ופרשייה כזו עלולה להטיל צל על השירות הדיפלומטי הגרמני והצרפתי כאחד. הוא דרש להימנע מכל תקרית, ולו הקטנה ביותר. מרסייה עמד על שלו וטען שהאירוע חשוב מאוד למדינה. דופוי העלה לבסוף פשרה: תיפתח חקירה כנגד החשוד, אולם אם לא תמצאנה הוכחות נוספות לאשמתו פרט לבורדרו, ההליך המשפטי יפסק. באותו ערב ביקר הנוטו בביתו של מרסייה והתחנן בפניו לעצור את החקירה, אולם מרסייה טען שקצינים רבים מדי במטה הכללי יודעים על הפרשייה, ואם החקירה תפסק, תתעורר שערורייה, ומלבד זאת, החוק מחייב להעניש בוגדים במולדת.
מרסייה ביקש משר המשפטים להמליץ לו על מומחה לכתב יד שיוכל לנתח את הכתבים. השר המליץ לו על אלפרד גובר, מומחה לכתבי יד מטעם הבנק של צרפת. מרסייה זימן אותו אליו ללשכתו, ולאחר שהסביר לו את עבודתו, שלח אותו לבואדפר וגונז אשר הציגו בפניו את הכתבים וחיוו את דעתם בפניו כי מדובר באותו אדם, בלי לנקוב בשמו של החשוד. מרסייה לא אמר די בכך, ושלח את פאטי וסאנדהר אל מפקד משטרת פריז כדי שימצא לו מומחה נוסף. מפקד המשטרה המליץ להם על אלפונס ברטיון הנודע, אשר תרם רבות לחקר הפשע. ברטיון הבין מעט מאוד בכתבי יד, אולם היה אנטישמי מובהק, כך ששיתוף הפעולה שלו היה ודאי. בבוקר ה-13 באוקטובר הגיש גובר את מסקנות חקירתו. הופעל עליו לחץ ניכר לטעון ששני הכתבים זהים, אולם למרות זאת הוא הצהיר כי אף על פי שישנם קווי דמיון רבים בין הכתבים, הרי שישנם גם ניגודים רבים. הוא הצהיר כי אכן יכול להיות שהבורדרו נכתב בידי דרייפוס, אך בהחלט יכול להיות שלא. באותה שעה ממש, החל ברטיון לעבוד על כתבי היד, ובערב כבר הצהיר ללא כל ספק כי הם זהים לחלוטין. מרסייה הבין שאין די בכך עבור המשפט המתוכנן, ולפיכך הורה לברטיון לערוך חקירה מעמיקה יותר.
מעצרו של דרייפוס.
ב-12 באוקטובר, עוד בטרם הגישו גובר וברטיון את מסקנותיהם, כבר זימן אליו בואדפר את פאטי ודרש ממנו לאסור את דרייפוס ולבצע חיפוש בביתו. במקום לבצע מעצר פשוט, פאטי הכין תוכנית מפורטת ודרמטית כיצד לעשות זאת. ככל הנראה הוא קיווה שדרייפוס ישבר ויודה בכל. ביום שבת 13 באוקטובר קיבל דרייפוס אל ביתו צו המורה לו להגיע ביום שני 15 באוקטובר למיניסטריון המלחמה בלבוש אזרחי לצורך ביקורת שגרתית. דרייפוס תמה על ההוראה, אולם לא חשד במאום. ייתכן שבכוונה העניק לו פאטי מרווח של זמן מתוך תקווה שדרייפוס ינסה להימלט או להסתתר וכך יאשש באופן רשמי את החשדות לגביו. אולם לא כך קרה, ובמועד הנקוב הופיע דרייפוס בכניסה למיניסטריון המלחמה. בכניסה, הוא פגש את לוטננט קולונל ז'ורז' פיקאר, אשר עתיד למלא תפקיד חשוב בהמשך הפרשה ולעת עתה רק הוכנס בסוד העניינים. פיקאר הזמין את דרייפוס לחדרו, שם שוחחו במשך כמה דקות, ולאחר מכן הוביל אותו אל חדרו של בואדפר. זה האחרון לא היה בחדר, ובמקומו מצא דרייפוס את פאטי ועוד שלושה אנשים בלבוש אזרחי.
פאטי הציג את עצמו בפני דרייפוס וביקש ממנו כטובה אישית לכתוב בשבילו מכתב לבואדפר. פאטי החל להכתיב לו מכתב אשר שילב בתוכו קטעים מתוך הבורדרו. בשלב מסוים נראה היה שדרייפוס מאבד את ביטחונו העצמי, וידו החלה לרעוד באמצע הכתיבה. פאטי ניסה לערער אותו עוד יותר, אולם לא הצליח בכך. לפיכך, הוא החליט לנטוש את העמדת הפנים. הוא הניח יד על כתפו של דרייפוס והצהיר: "בשם החוק אני אוסר אותך. אתה נאשם בבגידה במולדת". דרייפוס העיד לימים כי: "אילו הלם בי הרעם לא היה גורם לי להזדעזעות כה עזה". הוא החל למחות ולזעוק שהוא חף מפשע, בעוד האנשים בחדר השתלטו עליו ונטלו ממנו את מפתחות ביתו. פאטי הגיש לו אקדח והציע לו להתאבד כ"מוצא של כבוד", אולם דרייפוס השיב: "אני רוצה לחיות כדי להוכיח את חפותי". האנשים אזקו אותו ומסרו אותו לידי אנרי, אשר הוביל אותו לבית הסוהר שרש־מידי , שם נכלא בתא לבדו, ונאסר עליו לכתוב או ליצור מגע עם אדם.