V pokojil ve čtvrtém patře, který obýval Rus, jehož jméno detektivové neuvedli, byla zjištěna mimořádně vysoká koncentrace polonia 210.  Tam zřejmě pachatel připravil smrtící roztok. Stopy radioaktivity byly zjištěny také u všech sedmi zaměstnanců baru. V něm vrah zřejmě nalil do Litviněnkova čaje roztok obsahující vysokou koncentraci radioaktivního polonia. Všichni lidé, kteří byli v danou dobu přítomni v místnosti, vdechly její výpary, a proto u nich byla zjištěna radioaktivita.

V barovém hotelu se Litviněnko setkal s bývalým ruským agentem Andrejem Lugovým a jeho partnerem Dmitrijem Kovtunem. Oba byli rovněž pozitivně testováni na přítomnost polonia 210 a nyní jsou v moskevské nemocnici. Oba jsou vyšetřováni britskými a ruskými experty jako klíčoví svědci.

Otravu Kovtuna, který je v kritickém stavu, ruské tajné služby šetří jako pokus o vraždu. [celá zpráva] Lugovoj je však podle některých médií jedním z podezřelých, i když to vyšetřovatelé popírají s tím, že ho chtějí vyslechnout jen jako svědka. [celá zpráva]

Detektivové jsou si jisti, že Litviněnko byl otráven právě v baru hotelu Millenium. Stopy polonia totiž byly zjištěny všude, kde se Litviněnko poté pohyboval. Nalezeny byly také na všech místech, která navštívil Lugovoj, patří k tomu mimo jiné tři hotely, v nichž pobýval od svého příjezdu do Londýna 16. října, londýnský stadion fotbalového klubu Arsenal nebo britské velvyslanectví v Moskvě.

Podle policie vrah Litviněnkka několik dní sledoval a možná se ho pokusil otrávit už v suši baru.