Budowy bomb podjął się Polak Józef Łukaszewicz, który gruntownie znał chemię i pirotechnikę. Ponieważ nie było możliwości kupienia na rynku nitrogliceryny oraz piorunianu rtęci, należało je wyprodukować. Potrzebny był do tego kwas azotowy, który również przygotowywano we własnym zakresie. Z nitrogliceryny uzyskano 13 funtów dynamitu, którego starczyło do sporządzenia trzech bomb. W pracach laboratoryjnych pomagali Łukaszewiczowi inni członkowie grupy, którzy m.in. przygotowali miedziane kapsle wypełnione strychniną. Trucizna miała gwarantować, że nawet w przypadku lekkiego zranienia od wybuchu car i tak nie przeżyje.
Łukaszewicz zaprojektował bomby, wzorując się w pewnym stopniu na tych, jakie zabiły Aleksandra II; wprowadził jednak kilka innowacji dotyczących przede wszystkim zapalnika. Zapalnik systemu Kibalczycza, członka Narodnej Woli, był bardzo czuły, a przez to niebezpieczny. Jednym z jego zasadniczych elementów była szklana rurka z ołowianym ciężarkiem wewnątrz. Podczas wstrząsu ciężarek rozbijał rurkę wypełnioną stężonym kwasem siarkowym, który z kolei trafiał na mieszaninę chloranu potasowego i cukru, powodując ogień; ten przedostawał się za pomocą lontu do piorunianu rtęci, jego wybuch powodował detonację dynamitu. Przypadkowy wstrząs mógł doprowadzić do nieoczekiwanej eksplozji.
Polak zastosował zapalnik z zaworem; rurka podzielona była na dwie części: w jednej znajdowała się mieszanka chloranu potasowego z cukrem, w drugiej kwas siarkowy. Dopóki były rozdzielone, bomba była dobrze zabezpieczona; aby ją odbezpieczyć, należało pociągnąć za sznurek, który powodował otwarcie zaworu. Odpowiedni rzut bombą doprowadzał do zetknięcia się materiałów i tym samym następował cykl opisany wyżej. Wszyscy, którzy mieli rzucać bombami, tzw. mietalszcziki, zapoznani zostali z ich budową i działaniem, przeprowadzono także dość intensywne ćwiczenia potwierdzające niezawodność konstrukcji zapalnika.
Niezwykle pomysłowe było zamaskowanie jednej z bomb. Polski konstruktor postanowił umieścić ją w książce, a konkretnie w grubym słowniku medycznym Grünberga. W tym celu skleił wszystkie obrzeża stronic, następnie całość ścisnął w prasie i wysuszył. Potem wyciął wnętrze, pozostawiając jedynie obrzeża, które dla pewności przykręcił śrubami do tylnej okładki; wewnątrz umieszczone zostało tekturowe pudełko na blaszany pocisk.
Niewielką wolną przestrzeń pomiędzy pudełkiem a obrzeżami sklejonych stronic wykorzystano na umieszczenie pojemniczków z trucizną; łącznie w trzech bombach było 500 kapsli ze strychniną. Pozostałe dwie bomby miały kształt cylindryczny, a pojemniki, w których się znajdowały, oklejone zostały czarnym angielskim płótnem. Co ciekawe, już po udaremnieniu zamachu i aresztowaniu uczestników policja nie odkryła prawdziwego przeznaczenia książki. Jeden z zamachowców próbował zdetonować ją potem w budynku policji, jednak źle odbezpieczył zapalnik i bomba nie wybuchła.