Также при себе у Пауэрса было обращение на 13 языках — арабском, немецком, французском, чешском, словацком, английском, греческом, болгарском, русском, литовском, венгерском, турецком и румынском, в русском экземпляре которого говорилось:
Обращение было выдано Пауэрсу на тот случай посадки на территории других государств. Деньги и ценности, как позднее рассказал на допросе Пауэрс, он мог использовать для подкупа людей, чтобы скрыться от властей.
В тот же день Пауэрса допросили в 1-м отделе полигона прилетевшие из Москвы сотрудники госбезопасности, а затем отправили самолётом в Москву.
На первом допросе, когда Пауэрс пришел в чувство и отдохнул, он был насторожен, на вопросы отвечал неохотно, очень коротко и неубедительно, на некоторые вопросы он совсем отказался отвечать. Лётчик сказал, что летел из Пакистана в Турцию, занимаясь исследованием верхних слоев атмосферы, и сбился с пути. Такова была официальная легенда для объяснения причин нарушения чужого воздушного пространства на случай задержания пилотов U-2. Но вещественные доказательства, изъятые у Пауэрса и найденные на месте происшествия, свидетельствовали о том, что он вторгся в воздушное пространство СССР с шпионскими целями. Пауэрс быстро понял, что слишком наивно так объяснять свое пребывание в глубине территории Советского Союза. Поэтому лётчик признал, что в Советский Союз он направлен со специальным заданием.
При вторичном обыске в кармане брюк Пауэрса работники госбезопасности обнаружили булавку, вложенную в медальон в виде серебряного доллара. На вопрос, что это такое, Пауэрс ответил, что это обыкновенная булавка. Он солгал, надеясь, что булавку оставят при нем, но, когда понял, что ее намерены изъять, Пауэрс предупредил следователя, что булавка отравлена сильнодействующим ядом и была выдана ему для самоубийства.
— Не самое умное укрытие для такой булавки, — заметил следователь, подбрасывая на руке монету. — Деньги и ценности у задержанных изымают сразу же, такой порядок.
Американские организаторы шпионского полёта в случае неудачи были намерены любыми путями замести следы преступления. Они установили в самолет два взрывных устройства, чтобы взорвать машину и не оставить никаких вещественных доказательств. В случае если Пауэрсу удастся спастись, то при задержании он должен был сделать себе укол булавкой. Его хозяева опасались, что он станет живым свидетелем их преступной авантюры, поэтому ему вдалбливали мысль о том, что на допросах в советских органах госбезопасности его подвергнут жутким пыткам и избиениям. Но инстинкт самосохранения оказался сильнее страха перед пытками.
На первом же допросе его заверили, что применять к нему пытки и другие меры физического воздействия никто не собирается. Пауэрс повеселел и начал отвечать на вопросы. Когда же ему показали неиспользованное им катапультное кресло, и заложенный в нём заряд взрывчатки, лётчик и вовсе впечатлился вероломством работодателей. После этого беседа пошла и вовсе свободно.
Служба безопасности полигона организовала прочёсывание местности, чтобы обнаружить и собрать части и снаряжение самолета. К этой работе были привлечены вспомогательные воинские подразделения, расквартированные на полигоне и переброшены солдаты из ближайших воинских частей. Впрочем, «ближайших» — это очень условно, полигон специально располагался в отдалённой безлюдной местности, и «ближайшие» части дислоцировались за сотни километров.
Обломки самолёта, падавшие с 20-километровой высоты, оказались разбросаны на площади в несколько квадратных километров. При осмотре остатков сбитого самолета, были найдены бумажник с личными документами Пауэрса, иностранные деньги и различные фотографии. Кроме того, нашли обрывки военной топографической карты на английском языке с разными пометками, несколько таблиц и другие печатные издания на английском языке, магнитофонные ленты, фотопленку и большое количество деталей различной аппаратуры, находившейся на самолете.
Командующий авиацией ПВО генерал-полковник Евгений Яковлевич Савицкий был в бешенстве. Его подчинённые вновь, который уже раз, облажались. Савицкий валил всю вину за очередную неудачу на промышленность, заявляя, что с заводов в части поставляют негодные, недоведённые самолёты.
Командующий зенитно-реактивными войсками и зенитной артиллерией (так они именовались в период 1958-60 гг), генерал-полковник Константин Петрович Казаков, напротив, чувствовал себя именинником и «ходил гоголем» — ведь нарушителя сбили относящейся к его епархии зенитной ракетой. Командующие едва не переругались — настолько обидно было Савицкому видеть неприкрытое торжество Казакова.
Сергей Семёнович Бирюзов, однако же, окоротил обоих:
