La mattina dell'8 settembre 1992 Madonia venne arrestato dopo nove anni di latitanza in una villetta a Costozza (frazione di Longare, in provincia di Vicenza) dove era ospitato da Salvatore Galleria, cognato di suo cognato anch'egli arrestato per favoreggiamento: l'operazione venne condotta dagli uomini del Servizio Centrale Operativo della Polizia di Stato guidati da Antonio Manganelli seguendo le indicazioni del neo-collaboratore di giustizia Leonardo Messina; Madonia tentò inutilmente di mostrare agli agenti i suoi documenti falsi intestati ad un medico chirurgo di Caltanissetta ma alla fine non oppose resistenza. Si trattò del primo boss della "Cupola" arrestato dopo le stragi di Capaci e via d'Amelio e da allora si trova detenuto in regime di 41 bis.