После задержания следствие попросило ростовского психиатра Александра Олимпиевича Бухановского побеседовать с Чикатило. Бухановский согласился. Он сказал Чикатило: «Мне кажется, я знаю, кто вы. Я понимаю, что вами движет». И дал почитать ему психологический портрет, составленный тогда, когда его искали. Чикатило прочитал и заплакал: «Я хочу вам все рассказать, у меня много в душе накопилось».
Психиатр Андрей Покобатько так описывал свои впечатления от разговора с Чикатило:
«Он производил впечатление спокойного, застенчивого. Несколько тугодум. На заданные вопросы отвечал обстоятельно, приводил множество незначимых деталей, не отвечая по существу. В результате рассказ становился малоинформативным. Когда его переспрашивали, дополнял свой рассказ новыми обстоятельствами, но опять же, не имеющими значения. Его мышление отличалось вязкостью, ригидностью, обстоятельностью, оно замедлено по темпу, с трудностями осмысления вопросов, переключения с одной темы на другую. Отмечался также формализм мышления с тенденцией описывать лишь внешнюю сторону события. В результате беседы с ним очень затягивались. До своего задержания на всех местах работы постоянно склочничал, вечно писал жалобы в ЦК КПСС, генеральному секретарю, в центральные газеты. Добивался справедливости, которая для него «была превыше всего». Только подумайте, в год ареста, в 1984, то есть в самый разгар кровавых оргий (убил 15 человек), он написал более 50 жалоб, ездил в Москву, ходил с транспарантом, требуя справедливости. Лично мне этот человек, как и большинству его сослуживцев и знакомых, был неприятен. Он отличался неуживчивым и очень неудобным характером, несколько неприятной манерой говорить и излагать свои мысли. Было в нем что-то такое отталкивающее. Убив 56 человек, он сам ужасно боялся смерти и в то же время восторгался ей, она его манила и завораживала. Он был во всех отношениях некрофилом, то есть разрушителем жизни, и многие люди, подсознательно ощущая это, относились к нему агрессивно, неприязненно, оскорбляли и презирали его. Он очень боялся физического воздействия и агрессии со стороны других людей, и этим объясняется его вежливость и предупредительность как стремление не вызвать на себя агрессию. Говоря о своих преступлениях, был спокоен и совершенно не эмоционален, рассказывал так, как говорят о вещах будничных, пусть и не совсем приятных, постоянно жаловался на судьбу и отношение окружающих. Но ни разу у него не промелькнуло раскаяния или жалости к своим жертвам. Впрочем, можно ли ожидать чего-то иного от человека, выбравшего смерть своим ремеслом?»