1
При обыске в его доме обнаружили 23 кухонных ножа, молоток, которым Чикатило добивал жертв, и обувь, размер и рисунок которой совпали с отпечатком, найденным около трупа одной из жертв, а также уже известный портфель, в котором лежали верёвка, нож и вазелин. Г.Г. Бондаренко, который в 1984 году работал начальником уголовного розыска Первомайского отдела УВД, будучи вызванным в суд в качестве свидетеля, без тени сомнения опознал нож, который, по его словам, находился в известном портфеле Чикатило, когда того доставили из Центрального рынка в Первомайский отдел.
Чикатило допрашивали десять дней, но он ни в чём не сознавался. Прямых улик против него не было и уже истекал установленный в советском законодательстве трёхдневный срок содержания его под стражей. Тогда Костоев обратился за помощью к психиатру А. О. Бухановскому, и тот согласился побеседовать с убийцей. 28 ноября после продолжительного разговора с Бухановским, во время которого он ознакомил Чикатило с выборочными местами из составленного им психологического портрета, Чикатило разрыдался и начал давать признательные показания в убийствах.
В интервью М.М. Дейчу Бухановский отметил, что сразу понял, что перед ним тот самый серийный убийца, как и причину нежелания Чикатило сотрудничать со следствием, которую он увидел в стремлении скрыть убийцей свои собственные фантазии, которые он считает уникальными и только у себя видит способность совершать подобные действия. Кроме того Бухановский отметил, что не прибегал к гипнозу, поскольку для Чикатило он стал первым человеком, которому тот признался во всём совершённом.
14 февраля 1994 года Андрей Романович Чикатило по приговору суда за 53 преднамеренных убийства был казнен в Новочеркасской тюрьме.