然而，受惊的敌
军突然无目标地乱开火，四处乱窜。混乱中卓娅钻进了树林藏身，没能到达预定地点，克拉依诺夫等了很久也没等到她。克拉依诺夫点燃的那个大草垛原来是为苏军轰炸机指引轰炸目标的，却被卓娅误认为是指挥员出了意外。为营救指挥员，卓娅决定返回村里去烧马厩和其他建筑。当她回到彼特里谢沃村，刚刚把汽油浇在干草上，弯下腰去点火时，一个德军哨兵朝她猛扑了过来，她迅速地抽出手枪但被哨兵用枪柄一下打落，这时又扑过来两个敌人，他们一齐把卓娅的双手拧到背后，卓娅被捕了。
叛徒的出卖
"卓娅是女游击队员"这一说法最早来自《真理报》记者彼得李多夫的报道，他作为随军记者，在卓娅牺牲的彼特里谢沃村采访时，听到了一个"女游击队员"的故事。他的报道发表后，卓娅的战友克拉依诺夫等人才得知她的下落，他们都曾是内务部设在莫斯科郊外的那所特工学校的同学。这是个绝密单位，学生一入校便接受残酷的训练，包括模拟被捕后酷刑下坚不吐实训练，绝对不允许生还。这类学校的学生大多数是孤儿或单亲家庭子女。
卫国战争爆发后，学员们按照西部战线集团军司令部分配的任务，活动在莫扎依地区的战场上。1941年10月中旬他们接到命令：烧毁驻扎在莫斯科郊区乡村的德军营房，骚扰并伺机消灭敌人。学员们为此组成了两个分队，每个分队包括10个人。但在彼特里谢沃村10月22日当晚的行动中只有3人参加，他们是卓娅、克鲁勃科夫和克拉依诺夫。卓娅的任务是负责烧掉村南的目标，克鲁勃科夫负责村北，而克拉依诺夫作为一个富有经验的领导者则自选了村子中央的目标：德军332团的团部。但他完成任务后却一直没等来另两个同志。后来克拉依诺夫说："1942年1月15日红军解放这个村子并且发现了卓娅遗体后，我才明白了一切。后来我见到了克鲁勃科夫，他说他一进村就迎面碰上了德军，于是什么都没来得及做。他还说当他返回我们约定集合的地点时，被德军抓获但后来趁机逃脱了。当时我就感到奇怪：他怎么没提卓娅？"
而更多被隐瞒的真相是：卓娅被捕是因为叛徒出卖。在审讯瓦西里克鲁勃科夫的法庭案件卷宗中，他供认："当我走近分配给我焚烧的德军营房时，我就看见卓娅和克拉依诺夫下手的目标已燃起大火。我也走到德军营房前并抛掷了燃烧瓶，但并没起火。这时我看见两个德军走来，于是我撒腿就往村外树林跑，可这两个德国兵追上来抓住了我，并把我带到他们的军官那儿。那军官用手枪顶住我的脑门，要我招供同伙是谁、在哪儿。我当时就坦白说我们一共有三个人，另两个分别在村南和村中央。很快卓娅就被带过来了。军官下令拷打她要她招供，她拒不回答。德军剥光了她的衣服，午夜之后两三点之间还用橡胶棒抽打她，但她光是反复说：‘打死我吧，我反正什么也不会说！"她甚至连自己的真实名字也没说，只说她名叫‘丹娘"，她被带走后的事我就不知道了。"
经过长期审讯后，克鲁勃科夫被军事法庭宣判为变节叛国罪并处决。那时苏联当局不想在这事上投下阴影，更不愿暴露内务部人员的变节问题，因而长期未公布有关叛徒的情况，这页历史在尘封了半个世纪之后才得以解密。
