По итогам расследования Орлов был освобождён от командования дивизией и назначен «состоять по армии» (18 апреля 1823 г.). Накануне восстания декабристов посетил Крым, где виделся с А. С. Грибоедовым — впоследствии обвиненным в причастности к событиям на Сенатской площади. Участия в подготовке вооружённого восстания не принимал, но после 14 декабря 1825 года был всё же арестован и посажен в Петропавловскую крепость, где провёл полгода.