Комендант Кремля Р. А. Петерсон попросил археолога изложить письменно, что же, по его мнению, представляет собой подземный Кремль. «Из царских теремов, где-то из подвала, — объяснял Стеллецкий, — был спуск в подземелье — большую подземную палату, в какую расширялся ход (тоннель) между Благовещенским, Архангельским и Успенским соборами. Палата была наполнена ящиками с книгами, под нею имелось нижнее помещение. (Веттерман говорил о подвалах с „двойными сводами“, таковые в Кремле были встречены под Троицкой башней, из нижнего яруса подвалов шел подземный ход в Кремль.)…От библиотечной палаты ход направлялся в два противоположных конца: к Тайницкой и Собакиной (Угловой Арсенальной) башням.
Воротам наземным из Кремля соответствуют подземные: под Москву-реку из Тайницкой башни, в Китай-город из Спасской башни (через храм Василия Блаженного), из Никольской башни под Исторический музей, в сторону Охотного Ряда и Дмитровки и к Неглинке из Троицкой башни…На первом месте должны быть поставлены и в ударном темпе исследованы башни Угловая Арсенальная, Троицкая и Успенский собор, и вот почему.
Из Угловой Арсенальной башни… идут выходы за Кремль через соседние башни — Никольскую и Троицкую. Из этих двух в качестве первоочередной необходимо избрать Троицкую, так как из нее… должен быть выход в Занеглинье. В наличии такого хода не сомневался и Щербатов в 1894 году. За наличие здесь последнего говорит, наконец, и решение Ивана Грозного „осесть“ Опричным двором как раз напротив Троицкой башни. Очевидно, ее готовым тайником к реке, а не под нее собирался воспользоваться Грозный. Под самую Неглинку, на соединение с каменным ходом, ведшим к реке, деревянный подземный ход наспех соорудил уже сам Грозный. Признаки этого хода мною обнаружены были в трех местах по линии его прохождения на месте бывшего Опричного двора к Троицким воротам.
…По этому ходу Грозный мог тайно проходить с Опричного двора не только до библиотечной палаты и своего кремлевского дворца, но и до самого Замоскворечья…»
Раскопки в Угловой Арсенальной башне Стеллецкий начал 1 декабря 1933 года. Вход в подземелье был замурован в начале XVIII века, и спускаться пришлось через пролом в стене, сделанный еще экспедицией Осипова. Посредине подземелья виднелся полуразрушенный колодезный сруб, а все остальное было заполнено горами земли и мусора. На дне стояла вода.
Ход из Угловой Арсенальной башни был перерезан одним из столбов, на которых покоится фундамент Арсенала. Начав пробивать этот столб, Стеллецкий выяснил, что свод подземного хода не поврежден, а сам ход просто заложен белокаменными глыбами на растворе. «Если подходить строго научным путем к делу, — писал Стеллецкий, — непременно нужно все и все размуровывать. Когда это строилось, то имело прямой смысл; потом оказалось лишним или ненужным, и его замуровали. Если замуровано самое простое окно, будем, по крайней мере, знать, что окно. А если там таинственные ступени или какая-нибудь другая чертовщина? Ведь дело имею со Средневековьем, в котором тайн было хоть отбавляй! Кто гарантирует, что не закрыл все эти отверстия 70 лет спустя сам Грозный, чтобы скрыть какой бы то ни было доступ в подземелья Кремля, в которых замуровано было им наибольшее в свете сокровище культуры — библиотека?»
Но вскрытие замуровок ничего не дало, лишь в южной стене башенного подземелья был обнаружен коридор, вернее бойница нижнего боя, следовавшая в Александровский сад, в царствование Анны Ивановны ее превратили в выход к реке Неглинке, через который заносили стройматериалы для ремонта.
Было найдено и еще несколько ходов, и Стеллецкий ждал, что тайник должен повернуть к Кремлевской стене и пойти вдоль нее в Кремль: «Если нет, то сенсационные рассказы дьяка Макарьева будут не чем иным, как пустой болтовней, на которую попались три правительства: Петра, Анны Ивановны и советское».
Но интуиция и дьяк Макарьев не обманули Стеллецкого: 29 января 1934 года на шестом метре прохода через замурованный ход, справа обнажилась белокаменная стена с кирпичным полом.
Поскольку ширина хода была около 3 метров, то для экономии сил и времени стали пробивать тоннель шириной в метр. Но в феврале главный инженер гражданского отдела Управления коменданта Московского Кремля Палибин отправил рабочих на другой объект, и раскопки пришлось прекратить.