Kritik Kremlu a zběhlý agent Litviněnko byl v listopadu 2006 v Londýně otráven radioaktivním poloniem. Před smrtí obvinil z otravy tehdejšího ruského prezidenta a nynějšího premiéra Vladimira Putina. Britské úřady podezírají z vraždy Lugového, který se s Litviněnkem v Londýně tři týdny před smrtí scházel. Při návratu do Ruska Lugovoj za sebou zanechal radioaktivní stopy.
Litviněnkova vražda je předmětem hlubokého sporu mezi Londýnem a Moskvou, protože Rusko odmítlo Lugového do Londýna vydat. Rusko odmítá vydávat podezřelé do ciziny s odvoláním na ústavu, která takový krok zakazuje.
Bývalý ruský špion Alexander Litvinenko, který byl otráven.
Alexander Litviněnko zemřel v roce 2006
Lugovoj se mezitím zapojil do politiky. Stal se poslancem za ruské nacionalisty a dokonce místopředsedou vlivného bezpečnostního výboru Státní dumy.
Test na detektoru podstoupil v Moskvě, kam se za ním britští odborníci vypravili. "Co bude dál, nevím. Každopádně je jasné, že u soudu v Londýně budeme výsledkem zkoušky argumentovat," řekl poslanec.
Radioaktivní látka Polonium 210, která usmrtila Litviněnka.
Kvůli vraždě Litviněnka zahájilo trestní stíhání i Rusko a Lugovoj v něm vystupoval jako svědek. Podle agentury ITAR-TASS se v průběhu vyšetřování ukázalo, že otráven poloniem měl být i Lugovoj. Ze svědka se pak stal poškozeným.
