同日午後2時35分になって、上野公園の職員が東京府美術館（後の東京都美術館）と当時の公園事務所があった二本杉原という場所の間の小道にあるマンホールの下で、暗がりに光るクロヒョウの目を見つけた。この知らせを受けて、捕獲作戦が実行された。クロヒョウが暗渠の先に逃げないように、次のマンホールの下を障害物で塞いで退路を断った。暗渠の大きさに合わせて板の盾を作り、トコロテンを押し出す要領で暗渠内のクロヒョウを追い詰める計画を立てた。盾の中央部には穴をあけて、その穴に重油のたいまつを差し込んでクロヒョウを追い詰めるとともに煙でいぶし出すという作戦であった。この盾を押す役を受け持ったのは、上野動物園のボイラー係を務めていた原田国太郎であった。7月26日付の読売新聞記事は、原田は横須賀の重砲隊にいた頃に手に負えない荒馬を乗り鎮めて癖馬矯正大会で1等賞を獲得した経験があり、谷中地区の草相撲で大関を張っていると紹介している。クロヒョウが発見されたマンホールの入り口は、蓋を外して代わりに檻を設置し、さらにその上を網で覆った。原田は足跡が見つかった暗渠部の入り口から暗渠内に入り込み、盾を押しながら奥へと進んでいった。逃げ場を失った上に煙でいぶされたクロヒョウは、ついにマンホールから飛び出し、午後5時35分に捕獲された。脱走発覚から捕獲まで約12時間半が経過し、クロヒョウも人間側にも全く被害は出なかった。
事件前日の7月24日、上野動物園主任技師を務めていた古賀忠道と飼育担当者は、クロヒョウの体調を気遣って夜間なら運動場に出るのではとの配慮から、その日初めて寝室と運動場の仕切り戸を開放したままにしておいた。飼育担当者は、その日の宿直当番になっていた。深夜の午前2時に巡回したときには、特段の異常を認めなかった。翌日の早朝、午前5時過ぎに飼育担当者が巡回した際、クロヒョウは姿を消していた。この事態を受けて直ちに職員約100人を動員しての捜索が行われたがクロヒョウの発見には至らず、動物園は臨時休園となった。上野動物園は、上野警察署と上野憲兵分隊にクロヒョウ脱走を通報した。警視庁からは「新選組」という異名で呼ばれていた特別警備隊が出動し、赤羽にあった第一軍用犬養成所と日本犬保存会からもそれぞれ2頭の犬が捜索用に駆り出された。捜索は猟友会の鉄砲組や警防団なども加えて、総勢700人余りが参加する大規模なものとなり、「戊辰戦争の彰義隊以来の大騒動」と評されるほどの騒ぎとなった。上野公園への一般市民の立ち入りは禁止され、厳戒態勢の中で捜索が続けられた。やがて、動物園と美術学校（後の東京芸術大学）の境界にある千川上水が開渠部分から暗渠部へと入っていく入り口付近で、クロヒョウの足跡と思われるものが発見された。捜索は上野公園内の暗渠部分に焦点が絞られ、公園内にあるマンホールの蓋を1つずつ開ける作業が始まった。
事件の「主役」となったクロヒョウのメスは、シャム（後のタイ王国）で捕獲された野生の個体であった。このクロヒョウはシャムを経済使節として訪問した実業家の安川雄之助を通して贈られたもので、1936年（昭和11年）5月18日に川崎から陸揚げした後、上野動物園にトラックで運搬したものであった。クロヒョウは体長が4尺5寸（約1.364メートル）、体重14貫（約52.5キログラム）、年齢6歳といい、上野動物園の猛獣舎に収容されることになった。捕獲されてすぐに贈られてきたためにクロヒョウは環境にも人間にも馴染まず、寝室内の暗い隅にいることが多くて運動場にさえなかなか出ようとしなかった。7月になると暑さが厳しくなり、クロヒョウは事件発生の10日前あたりから食欲不振となった。
祖父の元勝が古河藩主松平康長に仕えた。明石藩主松平光重の家臣西郷新兵衛元次の次男として生まれる。正保4年（1647年）、外祖父である会津保科家家老・保科正近（4000石）の元へ養子に出される。正近には嫡子・正長（1200石）が居たが、病弱のため家督を譲ってはいなかった。そこで嫁に出した3人の娘を頼みとし、長女の次男・吉十郎を正長の養子に所望したという。さらには吉十郎の室に三女の娘・沼沢氏を娶わせる事とした。慶安2年（1649年）4月1日、養父の正長が死去。さらに同月30日には、外祖父・正近までもが死去。遺された吉十郎は、養父の1200石を相続し、外祖父の4000石は藩へ返上。名乗りには外祖父からの1字と、生家の実父（元次の他、房茂とも名乗っていた時期もあり）からの1字とを併せて用いた。こうして吉十郎は会津藩家老・保科頼母助近房（ほしな たのものすけ ちかふさ）となった。ところが間も無くして、養父・正長の妾腹の遺児が出生。その遺児・九十郎は長じて正興と名乗るが、近房は従弟・正興の元服後には、その成長を待っていたかのように1200石を譲り、生家の西郷姓に復してしまう。すると、その行動に感じ入ったのか藩主・保科正之からは表紋・角九曜、替紋・梶の葉、の保科家紋使用だけでも継続する旨を言い渡されて新知行500石を賜った。その後、藩中に騒動があったようで、正興は騒動に連座し遠島流罪。流刑地において亡くなってしまった。一方、残された近房は正興に代わる家老に抜擢されると、やがて2500石を拝領するまでに重用される。近房は、正之・正経・正容の3代に仕える名臣として名を残した。徳川光圀も名士の1人に挙げているという。元禄16年（1703年）3月15日、死去。67歳。墓所は会津の会津藩主松平家墓所の一角にある。3メートルに及ぶ巨大な墓碑には荻生徂徠の選定した文面が刻まれている。その後は嫡子・源蔵近方が家督を継ぎ、近方の弟・平五郎近天は分家を興した。近方の後は嫡子・頼母助近張（2000石）が継ぎ、近張の弟・仁右衛門房成も分家を興した。なお、幕末期の西郷頼母助近悳は、近房の7世孫（会津西郷氏9代）に当たる。