Через два дня Мата Хари получает пропуск в Виттель. Потом она посещает одного из своих друзей, дипломата Анри де Маргери, занимающего высокий пост в министерстве иностранных дел. Мата Хари просит его совета относительно предложения Ладу.

Мата Хари: «Месье де Маргери сказал, что задания такого рода очень опасны. Впрочем, с его точки зрения и вообще с позиции француза, уж если кто и в состоянии оказать его стране такую услугу, то это, безусловно, я».

Мата Хари отправляется в Виттель, где живёт с 1 по 15 сентября 1916 года. Она проводит время в обществе своего русского приятеля. Мата Хари понимает, что во Франции ей едва ли удастся действовать и дальше, оставаясь незамеченной. Агенты, которых к ней приставил Ладу, не замечают никаких подозрительных действий с её стороны, в частности, ни малейшего интереса к расположенной поблизости от курорта французской военно-воздушной базе Контрексевиль. В её тщательно перлюстрируемой почте также нет ничего подозрительного. После возвращения в Париж она сообщает Ладу о своей готовности быть его агентом. Ладу намерен отправить её в Бельгию, поэтому она говорит ему о своих хороших отношениях с неким месье Верфляйном, близким другом генерал-губернатора Бельгии.

Мата Хари: «Я напишу Верфляйну и поеду в Брюссель, прихватив свои самые красивые платья. Я буду часто посещать германское верховное командование. Это всё, что я могу вам обещать. Я не собираюсь оставаться там несколько месяцев подряд и размениваться по мелочам. У меня есть только один большой план, который я хотела бы осуществить. Только один».

Она имеет в виду, что любыми способами постарается добыть планы германского верховного командования, касающиеся ближайшего наступления. На вопрос, почему Мата Хари хочет помочь Франции, она отвечает: «Для этого у меня есть только одна причина — я хочу выйти замуж за того мужчину, которого люблю, и хочу быть независимой». Без лишней скромности она требует за свою работу миллион франков! Но Мата Хари говорит, что эта сумма должна быть выплачена после того, как Ладу убедится в ценности предоставленной информации. Ладу согласился на её условия, но отказался выплатить даже небольшой аванс. Он рекомендует ей вернуться через Испанию в Гаагу и там ожидать дальнейших распоряжений.

5 ноября 1916 года Мата Хари едет из Парижа в Виго. Ладу зарезервировал для неё каюту на пароходе «Голланд», который 9 ноября 1916 года выходит в море. По пути судно заходит в английский порт Фалмут. Здесь сотрудники Скотленд-Ярда после основательного допроса арестовывают её и доставляют в Лондон утром 13 ноября 1916 года, Англичане арестовали Мата Хари, приняв её за давно разыскиваемого германского тайного агента Клару Бендикс. Сэр Бэзиль Томсон, руководитель Скотленд-Ярда, лично расследует её дело.

Три дня спустя Томсон отправляет письмо посланнику Нидерландов в Лондоне следующего содержания: «Сэр, имею честь сообщить Вам, что женщина с фальшивым паспортом на имя Маргарет Зелле-Маклид, 2063, выданным в Гааге 12 мая 1916 года, содержится нами под арестом по подозрению в том, что она в действительности является германским агентом немецкой национальности, а именно Кларой Бендикс из Гамбурга. Она отрицает свою идентичность с указанным лицом. Мы предприняли меры по установлению состава преступления. На паспорте есть признаки возможной подделки. Она выразила желание написать Вашему превосходительству, для чего ей были предоставлены письменные принадлежности».

Через некоторое время Томсон убедился, что арестованная действительно не является Кларой Бендикс. Теперь он хочет выяснить, зачем ей необходимо попасть в Голландию. Мата Хари приводит шефа Скотленд-Ярда в изумление, заявив, что она находится в пути по секретному поручению французских спецслужб. Таким образом Томсон узнаёт, что его коллега в Париже, несмотря на сделанное ему конфиденциальное предупреждение, завербовал женщину, которая в картотеке разведки числится как немецкая шпионка.

Ладу, узнав от Томсона, что танцовщица рассказала ему про свою миссию, был крайне раздосадован и телеграфировал в Лондон: «Отправьте Мата Хари обратно Испанию». Говорят, будто Ладу дополнительно сообщил Скотленд-Ярду, что, по его данным, Мата Хари ехала в Голландию по заданию немцев.

Само собой разумеется, что Мата Хари ничего про эти телеграммы не знает, но по совету Томсона едет обратно в Испанию. Здесь 11 декабря 1916 года она отмечается в нидерландском консульстве, а затем возобновляет свой контакт с майором Калле и сообщает ему о своих приключениях в Англии. Хотя у неё вновь возникли финансовые затруднения, майор Калле на этот раз не хочет помогать ей за свой счёт. Он радирует Крамеру в Амстердам и просит перевести деньги для H-21 в Париж.

Вот что говорит по этому поводу уже знакомый нам майор фон Репель: «Когда Крамер прочитал эту телеграмму, он пришёл в отчаяние и сказал, что всё это плохо кончится».

Тем временем Мата Хари получила от майора Калле специальное поручение. Он хотел, чтобы время, которое ей ещё предстоит провести в Мадриде, она посвятила старшим французским офицерам, находящимся в испанской столице. На следующий день Мата Хари встречает в «Палас-отеле» полковника Данвиня из французского посольства. Он состоит в должности военного атташе и «по совместительству» руководит отделом шпионажа в Мадриде. Она чистосердечно рассказывает ему о своих приключениях в Фалмуте, о своём визите к майору Калле и сообщает, что всё ещё ждёт указаний из Парижа от капитана Ладу. В ответ полковник требует от неё как можно скорее раздобыть информацию о немецких субмаринах у берегов Марокко. Полковник Данвинь должен по служебным делам уехать в Париж, и в день его отъезда майор Калле посылает двойной шпионке в отель записку.

Мата Хари: «В записке он спрашивает, не соглашусь ли я в три часа пополудни выпить с ним чаю. Он был более холоден, чем обычно, словно бы узнал о моих встречах с полковником».

От Калле она узнаёт, что французы отправили из Мадрида радиограмму о германских субмаринах у марокканских берегов. «Нам известен их код», — добавил Калле. Эта информация и другие сведения от майора Калле, которые Мата Хари передаёт французской секретной службе, не соответствуют действительности и рассчитаны только на укрепление её позиций в глазах противника. За всю войну у немцев не было планов проведения каких-либо операций у побережья Марокко.

Тем временем Мата Хари получает письмо от одного из своих испанских друзей, сенатора Хуноя. Он предупреждает её, что некий французский агент посоветовал ему прекратить дружбу с ней. Через три недели, когда в Мадриде ей уже нечего было делать, она готовится к отъезду в Париж. Французская служба радиоперехвата, имеющая в своём распоряжении мощную радиостанцию на Эйфелевой башне, расшифровала радиограммы, которыми обменялись майор Калле и Амстердам: «Агент H-21 прибыл в Мадрид, был завербован французами, но отправлен англичанами обратно Испанию и просит денег и дальнейших указаний». Крамер отвечает: «Дайте ей указание вернуться во Францию и продолжить выполнение задания». От Крамера агент H-21 получает чек на пять тысяч франков.

Мата Хари уезжает из Мадрида 2 января 1917 года. В час прибытия её поезда в Париж полковник Данвинь должен выехать оттуда в Мадрид. На Аустерлицком вокзале она едва успевает обменяться с ним несколькими фразами. Полковник отвечает на её вопросы неохотно и довольно уклончиво. Капитан Ладу и её старый друг Жюль Камбон, генеральный секретарь МИДа, ведут себя крайне осторожно и взвешивают каждое слово.

От своего любовника Вадима Маслова, прибывшего в краткосрочный отпуск в Париж, Мата Хари узнаёт о том, что в русском посольстве в Париже его предостерегали от продолжения каких-либо отношений с «опасной шпионкой» Мата Хари. После отъезда Маслова Мата Хари начинает вести полную развлечений бурную жизнь, как будто хочет забыть все разочарования последних недель…

Утром 13 февраля 1917 года в дверь её номера в «Элизе-Палас-отеле» постучали. Открыв дверь, она увидела шестерых мужчин в форме. Это был шеф полиции Приоле и его подчинённые. Он предъявляет Мата Хари ордер на арест по обвинению в шпионаже. Её помещают в тюрьму Фобур-Сен-Дени в Сен-Лазаре. Она немедленно подаёт прошение руководству тюрьмы: «Я невиновна, и никогда не занималась какой-либо шпионской деятельностью против Франции. Ввиду этого прошу дать необходимые указания, чтобы меня отсюда выпустили».