Для воплощения в жизнь задуманных планов по переоснащению заводов требовались огромные финансовые вложения. Слабым местом комбинации явилось то, что у Мамонтова не было надежного источника кредитования и он начал субсидировать промышленные предприятия из кассы Северной дороги. Но вскоре и этого оказалось мало. Петербургские финансисты все это время внимательно следили за деятельностью московского промышленника, пытавшегося занять на железнодорожном рынке независимое положение. После того как были исчерпаны все возможности в изыскании необходимых средств, Савва Иванович, по совету министра финансов России С. Ю. Витте, обратился к банкирам.
Так в дело создания железнодорожного концерна Мамонтова вошел еще один участник — директор Петербургского международного коммерческого банка А. Ю. Ротштейн. Этот банкир был доверенным лицом Витте и имел многочисленные связи в европейских финансовых центрах. Безвыходное положение заставило С. И. Мамонтова пойти на рискованный шаг. В августе 1898 г. он продал 1650 акций Северной дороги Международному банку и одновременно получил специальную ссуду под залог акций и векселей, принадлежавших его семье.
По сути дела, на карту было поставлено все его состояние. Тем не менее принятые меры не привели к желаемому результату и в конце июля 1899 г. правление Московско-Ярославско-Архангельской дороги во главе с председателем ушло в отставку. Вскоре Савва Иванович был арестован и помещен в Таганскую тюрьму, а на все его имущество был наложен арест. Кредиторы предъявили ко взысканию долговые обязательства и потребовали продажи дома семьи Мамонтовых на Спасской-Садовой со всеми художественными ценностями.
Точные обстоятельства этого уголовного дела до сих пор остаются невыясненными, но, по-видимому, Мамонтов просто стал «козлом отпущения». Вся эта «Мамонтовская Панама», как тогда говорили, была одним из эпизодов борьбы казенного и частного железнодорожного хозяйства. Возглавляемое С. Ю. Витте правительство всеми силами стремилось прибрать к рукам частные железные дороги. Кроме того, считалось, что крах предпринимателя был связан не только с тем, что он взял на себя непосильную финансовую ношу. Как писал современник, «он был разорен и опозорен главным образом за свое отступничество от традиций московского купечества». Не будь Мамонтов белой вороной в среде промышленных олигархов, он, конечно, нашел бы у них поддержку, избежав скандала и бесчестия.
Газетный поток сенсационных «разоблачений» привел к тому, что некоторые знакомые отвернулись от арестанта.
Но были люди, не изменившие своего отношения к опальному бизнесмену. Одни хлопотали по его делу, другие старались поддержать его в трудное время. Например, Савва Морозов готов был выплатить за своего тезку залог, но полицейские власти подняли его с 700 тыс. до 5 млн рублей — перед такой суммой отступил даже состоятельный текстильный магнат. Станиславский писал узнику в тюрьму: «Есть множество людей, которые думают о Вас ежедневно, любуются Вашей духовной бодростью.» Примечательно, что рабочие и служащие Северной дороги собирали деньги для «выкупа» своего хозяина.
Более пяти месяцев провел он в одиночной камере. И только после заключения врачебной комиссии, что Мамонтов «страдает болезнями легких и сердца», следователь неохотно согласился на замену тюремного содержания домашним арестом.
Летом 1900 г. в Московском окружном суде началось судебное разбирательство. Защитником С. И. Мамонтова был приглашен известный адвокат Ф. Н. Плевако. Никто (а по делу прошли десятки свидетелей) не сказал о Савве Ивановиче ничего плохого. Все их выступления сводились к тому, что выявленные нарушения не были результатом злого умысла. После вынесения оправдательного приговора присяжных, писал позднее Станиславский, «зал дрогнул от рукоплесканий. Не могли остановить оваций и толпы, которая бросилась со слезами обнимать своего любимца». Несмотря на то что «материального довольства он не вернул, но любовь и уважение к себе удесятерил».
Для выплаты долгов почти все имущество семьи Мамонтовых было пущено с молотка. Несколько картин из его собрания приобрели Третьяковская галерея и Русский музей. А сам Савва Иванович в конце 1900 г. поселился в небольшом деревянном домике за Бутырской заставой, принадлежавшем его дочери Александре. Сюда была переведена из Абрамцево его гончарная мастерская. В ней, совместно с Врубелем и мастером-керамистом П. К. Ваулиным, он занимался изготовлением майолики — художественной керамики, покрытой глазурью. Здесь были выполнены самые прославленные творения «нового искусства», в том числе панно «Принцесса Греза», украшающее фасад гостиницы «Метрополь».
