Litviněnko ve středu utrpěl infarkt a jeho zdravotní stav se začal rychle zhoršovat. Pouhých několik hodin předtím, než ztratil vědomí, řekl tento bývalý výzvědný důstojník svému příteli, filmaři Andreji Někrasovovi, že velmi chce žít. "Chci přežít, prostě jim chci ukázat," řekl Někrasovovi. "Ty svině mě dostali, ale všechny nedostanou."

Sága začala 1. listopadu 2006, kdy se Litviněnko setkal v jednom londýnském hotelu s dvěma dalšími Rusy, jeden z nichž byl bývalý důstojník KGB. Později téhož dnes se setkal s italským univerzitním učitelem Mariem Scaramellou v suši baru na Piccadilly, kde údajně obdržel dokumenty, v nichž se tvrdilo, že obsahují jména vrahů ruské novinářky Anny Politkovské, která se také ostře kriticky stavěla proti ruskému prezidentu Vladimíru Putinovi a která byla v říjnu zastřelena před svým bytem v Moskvě.

Několik hodin po této schůzce začalo Litviněnkovi být špatně a byl přijat do nemocnice. O deset dní později hovořil o tom, že šlo o "vážný případ otravy".

17. listopadu se jeho zdravotní stav podstatně zhoršoval. V nemocnici ho začala hlídat ozbrojená stráž a objevily se zprávy, že byl možná otráven thaliem, vysoce jedovatou látkou, která se kdysi používala jako jed na krysy a na mravence. Toxikologové spekulovali, že mohlo jít o radioaktivní thalium.

Policie nyní také zkoumá možnost, zda se Litviněnko neotrávil sám. Nevyloučila však možnost, že se stal obětí pokusu o vraždu, ale zatím Scotland Yard případ nevyšetřuje jako vraždu. Jinou teorií je že, jeho nemoc mohla mít přirozené příčiny.

Podrobnosti v angličtině ZDE