8 мая 1937 года следователям удалось сломать Примакова, который написал заявление на имя наркома внутренних дел Ежова и признал свое участие в троцкистской работе. Из показаний военачальника можно сделать вывод, что в его допросе участвовал, по всей видимости, сам Сталин. 14 мая Примаков заявил, что Якир рассматривался «троцкистской организацией» на пост наркома обороны вместо Ворошилова, а 21 мая он назвал Тухачевского руководителем заговора, связанного с Троцким.

В результате ночного допроса 14 мая показания на Тухачевского дал и Путна. Выяснилось, что он передал маршалу в 1935 году письмо от Троцкого, после ознакомления с которым Михаил Николаевич якобы произнес, что Троцкий может на него рассчитывать. А в 1936 году Тухачевский при посредничестве Путны встретился в Лондоне с Седовым — сыном Троцкого.

В ходе допросов психологически сломленные военачальники не только писали под диктовку следователей о коварных замыслах «военно-троцкистских заговорщиков» и своих связях с иностранными разведками, но и предоставили немало полезной Сталину информации о взаимоотношениях внутри командного состава РККА. Любопытна, например, характеристика комкором Н. В. Куйбышевым (младшим братом Куйбышева) наркома Ворошилова. По словам Примакова, Куйбышев говорил: «Ворошилову нужны либо холуи, вроде Хмельницкого, либо дураки, вроде Кулика, либо на все согласные старики-исполнители, вроде Шапошникова...»

При всем уважении к Клименту Ефремовичу надо признать, что так думали тогда многие командиры РККА. Сохранилась дневниковая запись от 15 марта 1937 года Кутякова, возглавившего после гибели Чапаева его дивизию: «Пока «железный» будет стоять во главе, до тех пор будет бестолковщина, подхалимство и все тупое будет в почете, все умное будет унижаться».

В те трагические дни Тухачевский еще находился на свободе в Москве. Он готовился к поездке в Куйбышев, к своему новому месту службы. 13 мая у него состоялась встреча в Кремле со Сталиным. О чем говорили генсек и опальный маршал, остается неизвестным. Сам факт беседы можно рассматривать как доказательство того, что на тот день Сталин не был однозначно уверен в виновности Тухачевского. По словам одного из старых товарищей Тухачевского, побывавшего у него на квартире в те дни,

Сталин объяснил маршалу необходимость временного перевода в Куйбышев арестом его знакомой Кузьминой и бывшего порученца по обвинению в шпионаже.

Санкцию на арест Тухачевского и других остающихся на свободе «участников заговора» Ежов запросил у Политбюро 20 мая при представлении протокола допроса арестованного заместителя командующего войсками Московского военного округа Бориса Фельдмана. Решение об аресте опального маршала принималось «четверкой»: Сталиным, Молотовым, Кагановичем и Ворошиловым (к ознакомлению с материалами следствия генсек допускал только этих трех членов Политбюро).

Сталин в те дни находился в тяжелом психологическом состоянии. 13 мая у него тяжело заболела мать, а жесткий правитель был, на удивление, заботливым и внимательным сыном. Об этом свидетельствуют сохранившиеся его письма в Грузию к Екатерине Джугашвили.