64-летний Денисенко был арестован до 10 сентября. Он на первом допросе признался, что совершил убийство. Два месяца Денисенко следил за Ржицким. Он брал велосипед в прокате и следовал за совершавшим утренние пробежки в парке бывшим подводником. 10 июня, воспользовавшись тем, что из-за дождя в парке было мало людей, он четырежды выстрелил Ржицкому в спину.
Сергея Денисенко задержали в Туапсе на съемной квартире. У него нашли пистолет с глушителем. Денисенко собирался через несколько дней через Турцию уехать на ПМЖ в Швейцарию. У экс-президента украинской Федерации каратэ уже были куплены билеты на самолет. За границей у него якобы живут жена и дети.
В суде Денисенко утверждал, что не связан с украинскими спецслужбами. Он заявил, что вознаграждения с Украины не получал, а имел личный мотив для совершения преступления. Между тем, фамилия Ржицкого числилась на украинском сайте, заблокированном в России, куда вносятся имена неугодных киевскому режиму людей. На этом сайте были Владлен Татарский, Дарья Дугина, Олесь Бузина и ряд других погибших людей.
