عبدالعلی لطفی، وزیر دادگستری وقت، روز ۲۴ اردیبهشت ۳۲ در نامهای به مجلس اطلاع داد که دکتر مظفر بقایی به معاونت در قتل افشارطوس متهم است و دلایلی برای این اتهام وجود دارد، بنابراین تقاضا کرد مصونیت پارلمانی او لغو شود. سرلشکر زاهدی را نیز یکی از نمایندگان به مجلس آورد و او به این عنوان که امنیت جانی ندارد، بست نشست.
دوم اردیبهشت ۳۲ سرتیپ افشارطوس، رئیس شهربانی دولت مصدق ربوده شد. معمای ربایش و قتل او هنوز که هنوز است یکی از معماهای تاریخ معاصر است. معروفترین تحلیل این است که همهچیز توطئه مخالفان مصدق برای ضربهزدن به او و دولتش بوده است. افشارطوس در اول بهمن ۱۳۳۱ بهجای سرتیپ کمال به ریاست شهربانی کل کشور منصوب شد. در همین دوره بود که افشارطوس به اتفاق جمعی از افسران طرفدار نهضت ملی، گروهی به نام افسران ملی تشکیل داد که دکتر مظفر بقایی نیز در جلسات اولیه آن شرکت میکرد. افشارطوس در آن موقع در خنثیسازی توطئههای مخالفان نهضت نقش اساسی ایفا میکرد.
در ۳۱ فروردین ۱۳۳۲ سرتیپ افشارطوس به نحو مرموزی در کوچه صفیعلیشاه ناپدید شد. خبر که به مصدق رسید، بهسرعت دستور رسیدگی داد. به دنبال صدور دستور نخستوزیر تلاشها برای یافتن نشانی از رئیس کل شهربانی آغاز شد. بیش از هزار مأمور کل منطقه را محاصره کرده و همه خانهها را بازرسی کردند و مجربترین مأموران به کار گرفته شدند و جهت کنترل ماشینها هم اقداماتی صورت گرفت، اما رئیس شهربانی به طرز اسرارآمیزی مفقود شده بود. از طرف دولت مبلغ ۵۰ هزار تومان مژدگانی برای یافتن رئیس شهربانی اعلام شد و به دستور دکتر مصدق، وزیر کشور پرونده را شخصا زیر نظر گرفت. سرهنگ نادری از اعضای سازمان افسران ملی، در سمت ریاست اداره کارآگاهی، پرونده را به طور ویژه دنبال کرد و همچنین دکتر صدیقی با افسران رکن دو ارتش و سرهنگ سررشته که افسری لایق و درستکار بود نیز دیدار کرد و نظر سرهنگ سررشته را جهت پیگیری پرونده پرسید که او در قبال اختیارات ویژه فراقانونی جهت بازرسی هر محل و بازداشت هر فرد، پیگیری پرونده را پذیرفت و شروع به کار کرد. در نهایت جسد محمود افشارطوس ۶ اردیبهشت ۱۳۳۲ بعد از چند روز بیخبری در غار تلو در حوالی لشکرک تهران پیدا شد.
میگویند مظفر بقایی در همه دوران پهلوی دوم به این فکر بود که بالاخره روزی به نخستوزیری برسد. حتی گویا به او وعده داده شده بود که در صورت سقوط دولت مصدق، او از سوی پهلوی دوم به نخستوزیری منصوب خواهد شد. از این جهت بود که بقایی در ماجرای افشارطوس، خطر بزرگی را به جان خریده، بهعنوان چهره شاخصِ سیاسی، شدیدا در مظان اتهام قرار گرفته بود و حتی امکان داشت که جان خود را هم در راه این نقشه شوم از دست بدهد.
اولین شواهد و قرائن در این زمینه، به رابطه مظفر بقایی با حسین خطیبی، متهم ردیفاول پرونده قتل، برمیگردد. درباره خطیبی، توصیفی مختصر و مفید به روایت یکی از افراد نزدیک به بقایی وجود دارد، بهاینصورت که: «شغل پشت پرده خطیبی این بود که با برادران رشیدیان و دربار همکاری میکرد، من به خانه او رفته بودم، خانوادهاش نمازخوان بودند، اما خودش آدم کثیفی بود». گویا همین شخص یعنی خطیبی با توجه به روابطش با دربار سلطنت پهلوی، از نفوذ زیادی در ساختار حکومت برخوردار بود: «به محض دستگیری خطیبی تلفنها به کار افتاد... برای جلب رضایت مراجعین، اتاقی در اداره کارآگاهی برای خطیبی درست کردند که از خانه خودش راحتتر بود، همه وسایل زندگی حتی مشروبات الکلی هم برایش فراهم کرده بودند... به محض اینکه خطیبی توقیف شد، از صبح تا عصر هر ساعت چهار، پنج نفر از افراد سرشناس با شیرینی و گل به دیدن او میرفتند و اداره کارآگاهی مبدل به یک محفل دیدوبازدید شده بود». تحقیقات دادگستری میگفت که حسین خطیبی یار غار مظفر بقایی، افشارطوس را به میکده مادام تامارا میکشاند. سپس او را به خارج تهران برده و به قتل میرسانند. میگویند شرکتکنندگان در قتل از مدتها پیش در منزل خطیبی مشغول توطئهچینی بودند ولی تصمیم به قتل افشارطوس در منزل بقایی گرفته شد و سرگرد قرائی آن را اجرا کرد. بقایی بعد از دستگیری در بازجویی گفت: اعتراف میکنم که روزی که افشارطوس ربوده شد، خطیبی به وی تلفن کرد و اطلاع داد با عدهای از افسران به خانه او آمدهاند که نهار بخورند. بقایی از مجلس به خانه رفت. خطیبی او را ازجریان ربودن افشارطوس مطلع کرد و گفت: الان درباره سرنوشتش متزلزل شدهاند که چه کار کنند و از بقایی خواست چیزی بگوید که افسران دلگرم شوند. بقایی نزد افسران رفت و گفت: برخی معتقدند او باید مرخص شود و این برای همه خطر دارد. عدهای دیگر گفتند او را زندانی نگه دارید تا وضع روشن شود و اگر خواست فرار کند، او را بکشید. سپس ادامه داد: «خدا کند بخواهد فرار کند» و به مجلس بازگشت.
در تاریخ ۱۲/۲/۳۲ فرمانداری نظامی تهران اعلام کرد که بقایی و زاهدی در این جنایت دست داشتهاند و وزیر دادگستری تقاضای سلب مصونیت پارلمانی بقایی را کرد. زاهدی برای فرار از مجازات، در مجلس متحصن شد و بقایی و علی زهری (نماینده مجلس هفدهم و دوست نزدیک بقایی) نیز همین کار را کردند. وابستگان دربار در مجلس مانند شمس قناتآبادی برای جلوگیری از دستگیری و محاکمه بقایی با جنجال مانع از سلب مصونیت پارلمانی او شدند. در روزهایی که لایحه سلب مصونیت از بقایی مطرح بود، علی زهری دولت مصدق را استیضاح کرد. این امر سبب شد مصدق از اکثریت هواداران خود بخواهد استعفا دهند و سپس مجلس هفدهم منحل شد. در ۲۵ مرداد ۳۲ بقایی و زهری دستگیر شدند و به زندان عشرتآباد انتقال یافتند. زهری فردای آن روز آزاد شد، ولی بقایی تا کودتا و سقوط دولت مصدق در زندان بود.
بعدها افراد دیگری که یا عضو حزب زحمتکشان بودند یا از نزدیکان بقایی، اشاراتی به نقش بقایی در ماجرای قتل داشتهاند. مرتضی کاشانی از اعضای حزب زحمتکشان (ارتباطی با آیتالله کاشانی ندارد) در کتابی با عنوان «خاطرات و اسناد مرتضی کاشانی» نکات جالبی گفته است. اینکه بقایی قبل از اقدام به ربودن افشارطوس از کاشانی خواسته بود در سفر علی زهری به دزفول او را همراهی کند و حتی به او گفته بود: «نمی خواهم در تهران باشی، چون یک جریاناتی پیش خواهد آمد که میخواهم تو نباشی. برو و از زهری محافظت کن». کاشانی در خاطراتش نقل میکند که در حضور خودِ او شخصی به بقایی تلفن میکند و میگوید: اگر افشارطوس فرار کرد چه کنیم؟ بقایی هم میگوید: چه بهتر! اگر فرار کرد با تیر بزنیدش.
نکته بعدی، به این موضوع برمیگردد که بنا بر اعترافی که در دهههای بعد، یکی از اعضای حزب زحمتکشان انجام داد، برخی عناصر این حزب، از این توطئه اطلاع داشتهاند. یکی دیگر از افرادِ حزب زحمتکشان گفته بود: «حتی در حزب ما افرادی بودند که برای درگیرشدن، خود را آماده کرده و بهدنبالِ آن، درصدد نیل به یک منصب مهم بودند».
بقایی حتی بعدها مدعی شد یکسری اسناد را به صندوق مجلس به امانت داده که مرتبط با واقعه قتل افشارطوس است و افشای آن، بیگناهی او را اثبات میکند و بسیاری از حقایق را علیه دولتِ وقت، آشکار میکند. البته او درخواست کرد که محتویات این اسناد، بعد از مرگ او افشا شود؛ اما هیچوقت هیچ خبری از این اسناد نشد.
علی زهری، دست راست بقایی بعدا به مناسبتی اِفشا کرد که در گاوصندوق مجلس، بقایی جز یک مشت اوراق عادی چیزی به ودیعه نگذاشته بود.
مستندات دیگر حاکی از این است که رابطه مظفر بقایی و فضلالله زاهدی در ماههای نخست بعد از کودتا نیز به نحو عجیبی تنگاتنگ و دوستانه شده بود، تاآنجاکه بنابر اظهار شخصِ بقایی، قرار بر این شد که او هر هفته در عصر یکشنبه، به ساختمان نخستوزیری برود و در آنجا «شام بخوریم و حرف بزنیم».
بقایی نهتنها در همان برهه زمانی یا چند سالی بعد از آن، بلکه حتی تا پایان عمر خود نیز حاضر نشد برای یک بار هم که شده، صراحتا راجع به رابطه خود با حسین خطیبی و افسران عالیرتبه دستگیرشده در این ماجرا و اینکه چرا متهمان پرونده قتل افشارطوس، در بازجوییهای خود، از او نام بردهاند، توضیح شفافی ارائه دهد. نکته درخور توجه درباره اینکه بقایی در خاطرات خود که توسط حبیب لاجوردی مصاحبه و گردآوری شد، اذعان میکند که از ماجرای قتل افشارطوس چیزی به یاد نمیآورد! بر فرض محال هم که بقایی در قتل افشارطوس دخالت نداشته است، تقریبا همه جراید آن زمان به دخالت او در این قتل اشاره کردهاند و وی اگر مقصر نبوده، پس چرا به دفاع از خود نپرداخته و خود را به فراموشی زده است.
حامیان مظفر بقایی معتقد بودند قتل افشارطوس توطئه خود مصدق بوده، چراکه افشارطوس به دلایلی موی دماغ مصدق شده بوده و آنها معتقدند اعترافهای گرفتهشده از خطیبی همه براساس شکنجه و غیرواقعی بوده است. خود بقایی ادعا میکرد شخصا در زندان شاهد شلاقخوردن خطیبی بوده است و اعترافات بازداشتشدگان را تحت فشار و فاقد اعتبار دانست. علی زهری، نماینده مجلس و از نزدیکان بقایی، روز ۲۰ تیر دولت مصدق را بهدلیل نحوه برخوردش با دستگیرشدگان استیضاح کرد. او و بقایی ۱۰ روز بعد تحصن خود را در مجلس آغاز کردند؛ اما بقایی سرانجام روز ۲۶ مرداد (دو روز پیش از سقوط دولت مصدق) بازداشت و به زندان منتقل شد. او پس از کودتا از اتهامات تبرئه و آزاد شد.
برادرزاده حسین خطیبی، دوست نزدیک مظفر بقایی، بهتازگی گفته است: «ربایندگان افشارطوس نظامی نبودهاند، در غار تلو فردی عامی و از اهالی به نگهبانی از افشارطوس گمارده شده و هم او نیز وی را کشته است، مصدق در نامهای محرمانه از خطیبی خواسته که ماوقع را به گردن شاه بیندازد». او مدعی است که ابعاد شکنجه خطیبی و دوستانش، بس فراتر از آن است که در برخی منابع آمده است.