17 ноября больного перевели в Лондонскую Университетскую больницу и выставили у палаты вооруженную охрану. 21 ноября была выдвинута версия об отравлении радиоактивным быстрораспадающимся веществом. К тому времени появились все признаки радиоактивного отравления: у больного было нарушено функционирование костного мозга, который не производил достаточно лейкоцитов для поддержания иммунной системы организма. Высказывалось предположение, что он отравлен каким-то радиоактивным соединением таллия. Шансы Литвиненко на выживание оценивались 50 на 50. За три часа до смерти, последовавшей 23 ноября, в моче пациента были обнаружены следы полония. В 21:21 по Гринвичу 23 ноября Александр Литвиненко скончался от острой сердечной недостаточности. Полиция констатировала смерть «от необъяснимых причин». 22 ноября, по словам одного из лидеров чеченских сепаратистов Ахмеда Закаева, Литвиненко в госпитале принял ислам. Это подтвердила и вдова Литвиненко Марина, заявившая что Литвиненко и она были очень дружны с семьей Ахмеда Закаева, которая жила рядом, и «незадолго до смерти он завел разговор о Боге с Ахмедом Закаевым». По словам Марины, Литвиненко не знал, что скоро умрет, но обмолвился, что хотел бы, чтобы когда-то, когда он умрет, его похоронили в Чечне. Ахмед сказал, что тогда ему нужно обратиться в ислам». Пригласили имама, и Александр принял ислам, хотя в детстве был крещен в православной церкви. Сын Анатолий в своих показаниях в британском суде в 2015 году подтвердил, что отец, выросший на Северном Кавказе, питал самые теплые чувства к Чечне.

24 ноября учёные из Британского агентства здравоохранения (БАЗ) заявили, что Литвиненко умер от радиоактивного заражения. Согласно заявлению главы центра БАЗ по радиационным, химическим и внешним рискам Роджера Кокса, за три часа до смерти в анализах мочи были обнаружены следы радиации, вызванной, как предполагается, полонием-210 (Po-210). Если бы этого не удалось сделать при жизни, то тайна отравления Литвиненко вряд ли была бы раскрыта, так как посмертно шансов обнаружить следы полония-210 в организме практически нет. Роджер Кокс также заявил, что в малых дозах Po-210 увеличивает риск заболевания злокачественными новообразованиями, а в больших количествах нарушает деятельность костного мозга, пищеварительной системы и других жизненно важных органов. 7 декабря 2006 года Литвиненко был похоронен в закрытом саркофаге на Хайгейтском кладбище Лондона. Заметим, что никакие мусульманские ритуалы при этом не использовались. БАЗ исследовало возможные риски для людей, контактировавших с Литвиненко, включая медперсонал, и признало их несущественными, поскольку отравление полонием-210 происходит только при приеме его внутрь.

Марио Скарамелла, на которого пало подозрение, категорически отрицал свою причастность к отравлению Литвиненко. Подозрение с него было снято после того, как никаких следов радиации на столике, за которым они сидели с Литвиненко 1 ноября в суши-баре «Itsu», обнаружено не было. 7 декабря Олег Гордиевский, бывший резидент КГБ в Дании и Великобритании, сотрудничавший с британской разведкой и успешно бежавший на Запад из Москвы в 1985 году, назвал ложью заявления Литвиненко и Скарамеллы о связях премьер-министра Италии Романо Проди с КГБ. Как считает Гордиевский, «Скарамелла во что бы то ни стало хотел заполучить голову Проди», чтобы угодить его политическому сопернику Сильвио Берлускони, и находившийся в трудном материальном положении Литвиненко сказал Скарамелле то, что тот хотел услышать. По мнению Гордиевского, Литвиненко сделал это, «рассчитывая получить какие-то выгоды в будущем».

Александр Гольдфарб, основываясь на данных Марины Литвиненко, так суммирует доступные ему данные следствия: «Детективы Скотланд-Ярда обнаружили несколько полониевых следов в Лондоне и за его пределами… по утечкам из надёжных источников в лондонских газетах можно реконструировать более или менее полную картину. А следователи, по существу, подтвердили эти утечки Марине. Уже через несколько часов после смерти Саши охотники за радиоактивностью из HPA (Health Protection Agency, британское Агентство по охране здоровья. — Б.С.) обнаружили и опечатали несколько заражённых мест в Лондоне, включая японский ресторан Itsu на Пиккадилли, где Саша встречался с Марио Скарамеллой, и бар в Millennium Hotel, где он пил чай с русскими (Луговым и Ковтуном. — Б.С.). По мере продвижения расследования к полониевой карте Лондона добавились ещё десятки мест. Прикреплённый офицер Скотленд-Ярда сказал Марине: “Мы знаем точно, кто это сделал, где и как”.

По всей видимости, отравление произошло в баре Millennium Hotel примерно в пять часов вечера. Следователи нашли чайник с остатками яда, от которого загрязнилась вся кухня вплоть до посудомоечной машины… Всё, к чему Саша прикасался, придя домой, было сильно заражено радиацией. Уровень радиоактивности, которая проявилась в первые три дня болезни, то есть до того, как его поместили в больницу, была огромной. Согласно предварительным оценкам, на очистку дома потребуется более 100 тыс. фунтов (200 тыс. долларов). Шесть месяцев спустя Марина и Толик (Сын Александра и Марины Литвиненко Анатолий. — Б.С.) всё ещё не могут вернуться домой.

Из всех, кто вступал в контакт с Сашей, Марина пострадала в наибольшей степени, поскольку она ухаживала и убирала за ним те три дня, когда его мучили страшные приступы рвоты. Тесты показали, что у неё положительная реакция на полоний, но небольшая доза, к счастью, не угрожает здоровью. Уровень её заражения не настолько велик, чтобы оставлять собственные следы. Это подтверждает, что тот, кто оставляет радиоактивный след, получил его не от Саши, а непосредственно контактировал с полонием. Толик, который оставался все три дня дома, но меньше контактировал с отцом, вовсе не был заражен.

Кроме Саши, полониевый след оставил Андрей Луговой. Вместе со своим партнёром Дмитрием Ковтуном, школьным товарищем и армейским приятелем, ветераном армейской разведки ГРУ, Луговой дважды встречался с Сашей, 16 октября и 1 ноября (2006 г. — Б.С.).

Уровень радиоактивности, которую распространял Луговой, показывает, что он непосредственно контактировал с полонием, но не глотал его. Количество, которое нужно принять внутрь, чтобы оставить такие следы, как оставил Луговой, наверняка было бы смертельным.

Когда Скотланд-Ярд обнародует компьютерную модель распространения радиоактивности, можно будет точно сказать, где и как хранился яд до того, как оказаться в чайнике Саши. Но уже сейчас можно сказать, что Луговой оставил радиоактивный след ещё до того, как Саша был отравлен 1 ноября. К примеру, на кожаном диване в офисе Бориса, где он побывал 31 октября.

Есть след полония и от предыдущего визита Лугового в Лондон 16–17 октября: в гостиничных номерах, офисах, в самолёте British Airways, на котором он летел обратно в Москву. Именно во время этого приезда был заражён ресторан Itsu, который в день отравления посетили Саша и Марио Скарамелла. Это совпадение стало причиной сильной путаницы — пока не выяснилось, что Саша и Скарамелла 1 ноября сидели не за тем же столиком, за которым сидели Луговой, Ковтун и Саша двумя неделями ранее.

Что Луговой делал с полонием в Лондоне во время поездки 16 октября — загадка. Одна из гипотез состоит в том, что было две попытки подложить полоний в Сашину еду. Первая (возможно, в ресторане Itsu) закончилась неудачей. Другая версия состоит в том, что 16 октября была проведена генеральная репетиция…