安琪拉指出，列車快到北京時，大約10位便衣員警上了車，隨後把他的父親帶走，她表示不清楚當時發生了什麼，也不知道父親或外交官是否做出反抗。
中國當局隨後證實桂民海遭到刑事拘留，當局稱桂民海涉嫌為境外非法提供國家機密或情報罪，桂民海在列車上被便衣警察拘捕時，隨身攜帶了一些疑似涉密資料。根據中國刑法，為境外非法提供國家機密或情報罪至少判罪五年，最高則可判死刑。
2018年2月6日，中國外交部發言人耿爽在例行記者會上回應稱，「桂敏海雖然是瑞典公民，但他涉及的案件，必須依照中國法律處理，瑞典當局應該知道案件的嚴重性質，以及瑞方某些人在其中扮演不光彩的角色，絕不接受瑞方無視中方通報，一再發表不負責任的言論，強烈要求瑞方不要做損害雙方互信，以及影響兩國關係大局的事。」
2018年2月9日，桂民海失蹤3周後首部現身，接受了數家中國內地、香港、台灣媒體採訪，他聲稱自己不願意離開中國，指責瑞典方面想利用他作為「選戰棋子」，並強調若有人繼續借此攻擊中國，他「願意放棄瑞典國籍」。人權組織則抨擊這場採訪顯然經過北京當局的精心編排。
國際輿論：中國政府不擇手段，竭力壓制海外批評
《紐約時報》（NYT）稱，桂民海已是中國政府決意壓制海外批評的一個象徵。美國有線電視新聞網（CNN）指出，桂民海案凸顯了北京政府採取越來越多措施來鎮壓異議人士，包括海外綁架、電視認罪等戲劇性發展，甚至無視外國領事館保護其公民的權利。
桂民海此次遭判刑可能會進一步使瑞典與中國之間的關係惡化，自從他邀到拘留以來，兩國關係一直十分緊張。
2019年11月，瑞典筆會（Svenska PEN）決定將圖霍夫斯基獎（Tucholsky Prize）頒給桂民海，表彰他為言論自由發聲；但遭到中國駐瑞典大使桂從友多次批評與警告，引發瑞典各黨一片譴責。瑞典基督教民主黨（KD）與左派黨（V）當時甚至要求將桂從友列為「不受歡迎人士」，並將他驅逐出境。
桂民海案也震驚許多海外華裔異議人士，特別是儘管中國有禁止雙重國籍的法律，但中國外交部始終認定，桂民海即使是瑞典籍，也應受到中國法院的制裁，最終桂民海在監獄中放棄瑞典籍，回歸中國籍。
