Han gikk i selvvalgt eksil på Kypros for å utvikle en handlingsplan. Han kom tilbake til Hellas der han med hjelp fra sine samarbeidspartnere arrangerte et attentat mot Papadopoulos 13. august 1968. Attentatet mislyktes, og Panagoulis og noen av hans samarbeidspartnere ble arrestert og satt i fengsel, der de ble torturert.