Празднование 1 Мая в Москве, по словам очевидцев руководящего звена, действительно прошло в обстановке тревожного ожидания непредвиденных событий. Поползли слухи о том, что вот-вот будет взорван Мавзолей, на котором находились Сталин и всё руководство страны. Англичанин Ф.Маклин, присутствовавший 1 мая 1937 на Красной площади, писал, что ему бросилась в глаза повышенная напряженность в поведении руководителей, стоявших на Мавзолее Ленина: «Члены Политбюро нервно ухмылялись, неловко переминались с ноги на ногу, забыв о параде и своем высоком положении». Лишь Сталин был невозмутим, а выражение его лица было одновременно «и снисходительным, и скучающе-непроницаемым». Тухачевский «первым прибыл на трибуну, зарезервированную для военачальников... Потом прибыл Егоров, но он не ответил на его приветствие. Затем к ним присоединился молча Гамарник. Военные стояли, застыв в зловещем, мрачном молчании. После военного парада Тухачевский не стал ждать начала демонстрации, а покинул Красную площадь».
Судя по всему, Тухачевский действительно готовился к отъезду в Лондон. 3 мая 1937 документы на Тухачевского были направлены в Посольство Великобритании в СССР, а уже 4 мая они были отозваны. Главой советской делегации на коронацию Георга VI вместо Тухачевского был назначен заместитель наркома обороны по военно-морскому флоту В.М.Орлов.
6 мая был арестован комбриг запаса М.Е.Медведев, который дал признательные показания о своем участии в заговорщической организации, «возглавляемой заместителем командующего войсками Московского военного округа Б.М.Фельдманом».
В ночь на 14 мая был арестован начальник Военной академии имени Фрунзе командарм А.И.Корк. «Через день после ареста Корк написал два заявления Ежову, - писали Р.Баландин и С.Миронов. - Первое - о намерении произвести переворот в Кремле. Второе - о штабе переворота во главе с Тухачевским, Путной и Корком. По его словам, в заговорщическую организацию его вовлек Енукидзе, а «основная задача группы состояла в проведении переворота в Кремле».
Арестованный 15 мая Б.М.Фельдман стал давать показания на четвертый день после ареста и донес на других участников заговора. Через полтора месяца после ареста «раскололся» и Г.Г.Ягода и «заложил» Енукидзе, Тухачевского, Петерсона и Корка. Показания на своих коллег по заговору примерно через месяц после своего ареста стали давать арестованные работники НКВД Гай и Прокофьев.
22 мая был арестован Тухачевский и председатель центрального совета ОСОАВИАХИМа комкор Р.П.Эйдеман. Тухачевский стал давать признательные показания через три дня после ареста. Он писал, что переворот первоначально планировался на декабрь 1934. Но его пришлось отложить из-за убийства Кирова. Заговорщики опасались взрыва народного негодования. Р.Баландин и С.Миронов не исключают и того, что после 1 декабря 1934 «была усилена охрана руководителей государства».
24 мая Сталин за своей подписью направил членам и кандидатам в члены ЦК ВКП(б) для голосования опросом документ, в котором говорилось: «На основании данных, изобличающих члена ЦК ВКП(б) Рудзутака и кандидата в члены ЦК ВКП(б) Тухачевского в антисоветском троцкистско-правом заговорщическом блоке и шпионской работе против СССР в пользу фашистской Германии, Политбюро ЦК ВКП(б) ставит на голосование предложение об исключении из партии Рудзутака и Тухачевского и передаче их дела в наркомвнудел». В тот же день кандидат в члены Политбюро и заместитель председателя Совнаркома СССР Я.Э.Рудзутак был арестован. Примерно в это же время был арестован бывший полпред СССР в Турции Л.К.Карахан.
Были арестованы комкоры Примаков и Путна. Обоим было предъявлено обвинение в принадлежности к боевой группе троцкистско-зиновьевской контрреволюционной организации. На пятый день после ареста, 26 августа 1936 года, Путна заявил, что участником этой организации не является и о ее деятельности ему ничего неизвестно. Это зафиксировано в протоколе допроса, но вместо подписи Путны следует странная приписка, сделанная им собственноручно: «Ответы в настоящем протоколе записаны с моих слов верно, но я прошу освободить меня от необходимости подписывать этот протокол, т.к. зафиксированное в нем отрицание моего участия в деятельности зиновьевско-троцкистской организации не соответствует действительности».
На следующем допросе, состоявшемся 31 августа, и на очной ставке с Радеком 23 сентября Путна признает, что состоит в организации еще с 1926 года, что, будучи военным атташе в Германии и Англии, встречался с сыном Троцкого - Седовым, от которого получал поручения Троцкого - организовать террористические акты против Сталина и Ворошилова.
После этого в течение почти восьми месяцев Путну не допрашивали. Он содержался, то в Бутырской, то в Лефортовской тюрьмах. В «личном деле заключенного Путны», есть записка от 28 декабря 1936 г.: «По прибытии из внутренней тюрьмы заключенного Путна В. К. поместить в 29 одиночную камеру и строго за ним следить как склонного на самоубийство». В некоторое время он находился в тюремной больнице (тоже в одиночной изолированной палате) по воду хронической болезни желудка. В феврале 1937 он получил передачу - 50 рублей.
На последних допросах в мае-июне 1937 г. и на судебном заседании Путна, судя по протоколам и стенограмме, от прежних показаний не отказывался, вину свою полностью признавал. Позже бывший начальник отделения НКВД Авсеевич А.А. на допросе в прокуратуре 5 июля 1956 г. показал что: «Примаков и Путна на первых допросах категорически отказывались признать свое участие в контрреволюционной троцкистской организации. Я вызывал их по 10-20 раз... Помимо вызовов на допросы ко мне, они неоднократно вызывались к Ежову и Фриновскому»... Бывший работник НКВД Бударев В.И. добавил к этому: «В период расследования дела Примакова и Путны было известно, что оба они дали показания об участии в заговоре после избиения их Лефортовской тюрьме».
В деле Примакова зафиксировано, что он до самого мая 1937 г. в течение 9 месяцев, категорически отрицал свою причастность к заговору. На допросе 10-11 сентября 1936 года признал лишь, что со своими старыми друзьями вел разговоры, «носящие характер троцкистской клеветы на Ворошилова, но никаких террористических разговоров не было. Были разговоры о том, что ЦК сам увидит непригодность Ворошилова...»
В дальнейшем его также вроде бы оставили без допросов. Протоколов в деле нет. Есть записки и письма.
Сталину: «Я не троцкист и не знал о существовании организации... Я виновен в том, что... вплоть до 1932 года враждебно высказывался о тт. Буденном, Ворошилове... Мое враждебное отношение к ним сложилось на почве нездорового соревнования между Конармией и Червоным казачеством».
Ягоде: «Я уверен, что моя невиновность будет выяснена. Нужно ли держать меня в условиях одиночки, маленькой (3 x 6 шагов) и полутемной... Очень прошу изменить форму ареста и, если можно, перевести меня в больницу, где можно было бы лечить почки и растяжение спинных мышц»...
Агранову: «Очень прошу вас лично вызвать меня на допрос по делу о троцкистской организации. Меня все больше запутывают, и я некоторых вещей не могу понять сам и разъяснить следователю... У меня ежедневно бывают сердечные приступы. Я совершенно ничего не знаю о семье... Совсем перестаю понимать обстановку».
8 мая 1937 он пишет уже Ежову: «В течение 9 месяцев я запирался перед следствием по делу о троцкистской контрреволюционной организации и в этом запирательстве дошел до такой наглости, что даже на Политбюро, перед товарищем Сталиным продолжал запираться и всячески уменьшать свою вину. Товарищ Сталин правильно сказал, что «Примаков - трус, запираться в таком деле - это трусость». Действительно, с моей стороны это была трусость и ложный стыд за обман. Настоящим заявляю, что, вернувшись из Японии в 1930 году, я, начал троцкистскую работу, о которой дам следствию полное показание...»
На допросе 21 мая, отвечая на вопрос, кто возглавлял заговор, сказал: «…Якир и Тухачевский... От Якира я слышал отрицательные отзывы о коллективизации. И всегда под видом шуток... Осенью 1934 года я лично наблюдал прямую прочную связь Тухачевского с участниками заговора Фельдманом, Ефимовым, Корном. Геккером, Гарькавым, Аппогой, Розынко, Казанским, Ольшанским, Туровским. Эта группа и есть основной актив заговора».
Называя многочисленных заговорщиков, Примаков упорно подчеркивает их «неверие» в коллективизацию. Вот, например, о командире корпуса в Краснодаре - Ковалеве: «Разговор у нас был у него на квартире. Он был навеселе. Говорил, что никогда им не возродить такое хозяйство, как было у казаков. Хлеба будет много, на Кубани земля сама родит, а вот садов, баштанов, виноградников, пчеловодства - этого не будет, все это требует хозяйского глаза, а в колхозе его нет».
А вот о командире зенитной дивизии в Ленинграде Рыбкине: «Показав мне на деревню, возле которой расположен лагерь дивизии, сказал: при нэпе деревня весь лагерь кормила, а сейчас сама хлеб из Ленинграда везет».