בהגיעו למוסקבה חזן מיהר לדווח לשגריר ישראל במוסקבה על חטיפתו וחקירתו. השגריר האלוף (מיל) יוסף אבידר מיהר לדווח על האירוע למשרד החוץ. אבידר נפגש עם סגן מיניסטר החוץ של רוסיה סמיונוב והגיש מחאה רשמית חריפה בפניו על חטיפתו של הדיפלומט הישראלי, וציין כי מדובר בהפרה גסה של החסינות הדיפלומטית שאין לה תקדים ביחסים בין מדינות. גורלו של היהודי מאודסה ברודסקי שנעצר יחד עם חזן לא ידוע.
משרד החוץ הסובייטי פרסם בתגובה למחאה נגד מעצרו של הדיפלומט הישראלי הודעה ובה נאמר כי חזן נעצר לזמן קצר ביותר לאחר שבכליו נמצאה ספרות אנטי קומוניסטית. לטענת משרד החוץ הסובייטי חזן עסק בחלוקת חומר תעמולה אנטי סובייטי קומוניסטי ליהודים במקומות שונים בברית המועצות. משרד החוץ הסובייטי דחה את הטענה כי חזן עונה וכי לטענת משרד החוץ הסובייטי חזן המציא סיפור זה כדי לעשות עצמו כגיבור בפני ממשלתו.
מספר ימים לאחר ששוחרר משיביו, אליהו חזן יצא בשבת עם משפחתו - רעייתו רותי ובתו הקטנה ורדה בת השנה וחצי, ממוסקבה להלסינקי משם טסו לפריז בדרכם לישראל.
בבוקר יום שלישי, 17 לספטמבר בסביבות השעה 10 בבוקר הגיעו מפריז במטוס אל על לנמל לוד. חזן, שנשא את בתו הקטנה ורדה על זרועותיו, הובהל מן המטוס בדרך צדדית אל מכונית שחיכתה לו ליד בניין טרמינל שדה התעופה ויצא מיד עם משפחתו מתחום השדה. ברדתו מן המטוס בלוד אמר חזן "באנו בשלום וזה הכל". הוא נראה עייף במקצת וסירב להשיב על שאלות עיתונאים ביחס לנסיבות מעצרו באודסה ועל עינויים שעבר.
בימים הראשונים לאחר ששוחרר משביו התגורר בבית חתנו דוד מנשס בשכונת תל בנימין שברמת גן. הוא הכין דוח למשרד החוץ על נסיבות ומהלך מעצרו וחקירתו. נודע כי שגרירות ישראל במוסקבה החזירה למיניסטריון החוץ הסובייטי את 500 הרובל שחוקרי הבולשת הסובייטית תחבו לכיסו של חזן כאשר עלה על המטוס אשר הסיע אותו למוסקבה.
לאחר פרסום חטיפתו והעינויים של הדיפלומט הישראלי הוגברה השמירה על בניין השגרירות של ברית המועצות ברחוב הקשת ברמת גן. מספר השוטרים ליד השגרירות הסובייטית הוכפל והשוטרים הסתייעו בשעות הלילה בכלב שמירה וזאת מתוך חשש שמישהו ינסה לפגוע בפקידי השגרירות או בבניין.
סוכנות העיתונות סט"א מסרה בשם מקורות דיפלומטיים שהערכה היא שחזן נחקר בשל חשד שלטונות רוסיה כי שגרירות ישראל עומדת מאחורי הפגנה גדולה שערכו יהודי ברית המועצות בעת שהופיעה שם משלחת ישראלית בפסטיבל הנוער הדמוקרטי במוסקבה באוגוסט 1957.