A. Osmajevs tika aizturēts Ukrainā 2012. gada februāra sākumā, izmeklējot bumbas sprādzienu kādā dzīvojamajā mājā Odesā. Izmeklētāji uzskata, ka viņš ieradies Ukraina, lai sagatavotu izpildītājus terora aktiem Krievijā, viens no kuriem gāja bojā, neuzmanīgi rīkojoties ar spridzekli.
Eksplozijas vietā tika aizturēts Kazahstānas pilsonis Iļja Pjanzins, kurš sniedza liecības pret A. Osmajevu. Pēdējais tika aizturēts kopā ar tēvu Aslanbeku Osmajevu, Krievijas uzņēmēju, bijušā senatora no Čečenijas un Čečenijas parlamenta augšpalātas spīkera brāli. Uzņēmēju pēc tam atbrīvoja, secinot, ka viņš nav iesaistīts sava dēla aktivitātēs.
Pēc tiesībsargājošo institūciju rīcībā esošās informācijas, A. Osmajevs bijis iesaistīts arī atentāta pret Čečenijas prokrievisko vadītāju Ramzanu Kadirovu 2007. gadā sagatavošanā.
Kratīšanas laikā pie A. Osmajeva tika atrasts klēpjdators, kurā atradās Putina korteža braucienu ieraksti. Pēc tam A. Osmajevs paziņoja par slēptuvi netālu no Kutuzovas prospekta Maskavā, kurā glabājās sprāgstvielas kopš atentāta pret R. Kadirova gatavošanas laika. Pēc A. Osmajeva, vārdiem, tās bijis plānots izmantot atentātā pret Krievijas premjerministru.
Tāpat A. Osmajevs un viņa grupas biedri plānoja īstenot Maskavā virkni diversiju. Terora aktus bijis plānots īstenot pēc Krievijas prezidenta vēlēšanām, bet kā to pasūtītājs nosaukts Kaukāza Emirāta līderis Doku Umarovs.
Ukrainā A. Osmajevs ir apsūdzēts nelikumīgos darījumos ar ieročiem un sprāgstvielām. Krievija oficiālas apsūdzības viņam pagaidām nav uzrādījusi. Pēc masu informācijas līdzekļu rīcībā esošās informācijas, A. Osmajevs piekritis sniegt liecības Ukrainas drošības dienestiem apmaiņā pret solījumu neizdot viņa Krievijai līdz laikam, kamēr viņš nebūs izcietis sodu par Ukrainā izdarītajiem likumpārkāpumiem.