Стремясь проинформировать об этом свою штаб-квартиру, он снял копии важнейших документов об острых разногласиях среди союзников по НАТО и через жену отправил их по назначению. Но случилось так, что они не дошли по адресу. Когда Кристель встретилась в одном из кафе со своей связной Анитой, они заметили, что их тайно фотографируют. Анита всё же взяла документы, но некоторое время спустя, проходя по мосту через Рейн, обнаружила плотную слежку и выбросила пакетик в реку. Рейн навсегда похоронил тайну этих документов.
Разработка Гийомов продолжалась. К имеющимся подозрениям добавилось серьёзное доказательство. Спецслужбы ФРГ ещё в 1950-е годы смогли расшифровать радиограммы Центра. Узнав об этом, разведка перешла на другую систему шифров, но старые телеграммы хранились в недрах западногерманских спецслужб. Один из дотошных контрразведчиков решил проверить, кого же из агентов поздравляли в те годы с днём рождения. Оказалось, что одним из них был Гийом.
Теперь сомнений у контрразведки не оставалось, но нужно было получить юридически обоснованное доказательство. К тому же существовало ещё одно негласное обстоятельство, заставившее не спешить с арестом Гийома. Дело заключалось в том, что у канцлера Вилли Брандта были и враги и соперники. Попросту говоря, им хотелось, чтобы он как можно глубже увяз в своих контактах с Гийомом. Канцлер, около которого крутится шпион, — это ли не достойная мишень? И как показали последующие события, всё так и получилось: разоблачение Гийома смело Брандта с его поста.
Слежка, которой подверглись Кристель и Анита, вызвала тревогу у разведки ГДР. Гийому было приказано прекратить активную разведывательную работу и готовиться к возвращению в ГДР, как только супруги почувствуют себя в опасности. Но всё было тихо и мирно, и в феврале 1974 года связь с ними была восстановлена. В апреле того же года Гюнтер находился в отпуске на юге Франции, где заметил за собой слежку. Она продолжалась по всей территории Франции и прекратилась в Бельгии. Он мог скрыться, но не сделал этого. Сразу же по возвращении, 24 апреля 1974 года, Кристель и Гюнтер Гийомы были арестованы. При аресте Гюнтер растерялся и, думая прежде всего о сыне, воскликнул: «Я гражданин ГДР и её офицер, считайтесь с этим!»
Это было больше, чем признание, и следствию оставалось лишь закрепить его.
На допросах Гюнтер подтвердил, что занимался разведывательной деятельностью, но отказался давать какие-либо показания о том, что ему известно о личной жизни Вилли Брандта. Он вообще отказался выдавать какую-либо информацию о своей работе.
Разработка, следствие и суд над Гийомом носили странный характер. Никто не ответил на главный вопрос: каким образом контрразведка, зная о том, что Гийом агент иностранной службы, позволила ему в течение такого длительного времени быть около Брандта и знать все государственные секреты.
Брандт писал в своих мемуарах: «Если существовало тяжёлое подозрение, то нельзя было оставлять агента в непосредственной близости от меня, его следовало перевести на другое, хорошо наблюдаемое место или даже повысить. Вместо того чтобы защитить канцлера, его сделали агентом-провокатором спецслужбы собственной страны».
Вилли Брандт пал жертвой непримиримых противоречий внутри своей партии и 6 мая 1974 года ушёл в отставку.
Но дело Гийома имело ещё одно последствие. Многие политики, как на Западе, так и на Востоке, с возмущением заявляли, что агент в непосредственной близости от главы правительства — небывалое нарушение международных нравов. В то же время все эти политики требовали от своих разведок самой точной и свежей информации, не интересуясь, откуда она поступает.
Брежнев и Хонеккер высказали своё огорчение в связи с делом Гийома. Бывший начальник разведки ГДР Маркус Вольф лично попросил извинения у Вилли Брандта в 1992 году, когда тот выступил против его уголовного преследования.
