Det eksisterte fremdeles ikke nok beviser til å kunne arrestere og dømme ham. Politiet gjennomførte en 24-timers overvåkning hvor Tsjikatilo konstant ble fulgt og filmet av etterforskere i sivil. Den 20. november 1990 forlot Tsjikatilo huset sitt og vandret rundt i byen mens han forsøkte å komme i kontakt med barn han støtte på. Endelig gikk han inn i en liten kafé hvor han kjøpte en flaske øl. Hans oppførsel overfor barna utløste avgjørelsen om at han skulle arresteres så fort han forlot kafeen.