在1935年至1936年初，鎮壓與逮捕在國內與黨內並沒有遇到明顯的反抗。雖然這些鎮壓引起了一些黨員極大的不安，但沒有發生任何有組織的抗議行動。這種情況，使得斯大林更加大膽地實行他的清洗計畫。
隨著恐怖大清洗的加劇，作為專政機關的內務人民委員會，便成為一個重要的政治部門。斯大林把它變成自己的權力工具，擴大了人員編製。斯大林在1937年二三月份的蘇共中央全會上，為他的鎮壓清洗制定了一個理論依據。
在這次全會上，斯大林提出了一個論點，即隨著蘇聯社會主義建設的順利發展，階級鬥爭日益激化。他宣稱：黨內仍有隱藏的日本、德國和托派姦細陰謀集團。在這次全會上，除已有的「破壞分子」「代理人」「叛徒」這些字眼之外，又多了一個新的含義模糊的詞——「兩面派」。從此，在處決黨的幹部時，就常常使用這個詞。大規模的鎮壓與清洗，很快便降臨到蘇共與蘇聯人民頭上。
為了給「大清洗」披上「合法」外衣，1936年8月19日至24日，蘇聯最高法院軍事法庭舉行了第一次公開審判，被告是所謂的「托洛茨基-季諾維也夫聯合總部」成員季諾維也夫、加米涅夫、斯米爾諾夫等16人。在審訊中，法庭沒有出示任何證據，所有的指控都建立在被告的「交代」和「承認」上，在沒有律師辯護的情況下，被告的「供詞」被作為定罪的依據。
法庭最後宣布，季諾維也夫等人與已被驅逐出境的托洛茨基相勾結，主使謀殺基洛夫的罪名成立，判處16名被告死刑並立即執行，沒收全部財產。判決後不到24小時，報紙即報道：「死刑已經執行。」這次審判，對所有被告都處以極刑的做法，導致了以後更大規模的鎮壓。
1937年1月，蘇聯最高法院軍事法庭對所謂的「托洛茨基反蘇平行總部」進行了肅反運動中的第二次公開審判。被告中的著名人物有皮達可夫、拉狄克、索科爾尼科夫、謝列勃里亞利夫。這些人過去是布爾什維克和蘇聯出名的活動家，積极參加了十月革命和蘇聯國內戰爭，在20世紀20年代中期是托洛茨基的積極擁護者，為此被開除黨籍。
在20世紀30年代初，他們實際上和托洛茨基斷絕了關係，恢複了黨籍，並在各人民委員部出版機構及其他單位中任領導職務，但還是被指控「接受託洛茨基指示」，「背叛祖國，從事偵察和軍事破壞工作，實行恐怖和暗害勾當」。與第一次公開審判的程序一樣，17名被告中皮達可夫等13人被判死刑，拉狄克等4人被判處10年或8年監禁。
由於拉狄克在受審時交代他與布哈林、李可夫 等有「罪惡的聯繫」，1937年2月底，布哈林、李可夫在出席中央全會時被捕。3月初，蘇共召開中央全會，斯大林在會上做了報告。他在報告中強調，托洛茨基主義已經「變成了一夥暗害分子、破壞分子、間諜和殺人兇手組成的寡廉鮮恥的無原則的匪幫，他們按照外國諜報機關的指示進行活動」。
1937年2月23日，蘇共中央宣布把布哈林、李可夫開除出黨。次年3月，蘇聯最高法院軍事法庭對所謂「右派-托洛茨基聯盟」進行了肅反運動中第三次公開審判。布哈林等21名被告被以「謀害罪」和「叛國罪」起訴，其中包括布哈林、李可夫在內的19人被判處死刑。
布哈林在被捕前幾天，給黨的幾位領導人寫了一封信。他在信中寫道：「我就要離開人間了，我不是在無產階級的斧鉞下低下了我的頭，無產階級斧鉞應該是無情的，但也應該是純潔的。我在萬惡的機器面前是無能為力的，這台機器居然使用了中世紀的方法，擁有無比強大的力量，大量地炮製有組織的造謠、誹謗。這些萬能的機構能把任何中央委員、任何黨員磨成粉末，把他變成叛徒、恐怖分子、暗害分子、間諜。如果斯大林對自己產生懷疑的話，那這個機構也會立即找到證據的。」
布哈林是在審訊人員威脅要把他的妻子與剛出生的兒子殺死時，他才開始交代並承認了自己的「罪行」。到1937年底，實際上所有反對派成員都被捕了，不管他們被捕時持什麼觀點。
三次公開審判，都是肅反運動中為欺騙國內外輿論而精心炮製的假案，這幾次審判所涉及的對象，也只是肅反運動中無數冤屈者的極少數代表。實際上，肅反運動所製造的冤假錯案，遠比公開審判所暴露的多得多，清洗的對象，從中央到基層，幾乎包括所有的社會領域和各個階層。
蘇聯著名作家愛倫堡曾出席過對肅反對象的審判，據他親眼目睹，大多數被告精神萎靡不振，非常消極。這些人用機械的語言交代，沒有其本人正常時所特有的語調與風度。因此有人猜想，審判者可能利用藥物或其他極端手段，才獲得了被告的口供，因為這些人畢竟曾經是出生入死的革命者。內務部的鷹犬們，大多數也難逃被清洗掉的命運，暴君都是用人時臉朝前，不用人時臉朝後，過河拆橋、卸磨殺驢。而這一情形，古今中外一再上演。
內務部的工作人員，在審訊「反革命犯罪分子」時，經常喝得爛醉，大喊大叫道：「今天我審問你，明天不知道誰審問我。」在這個時候，總能看到一些花白頭髮的受審者，把年輕的審訊者摟在懷裡，輕聲地安慰他們。
「大清洗」究竟製造了多少冤案、殺害了多少無辜者，至今沒有一個確切的統計數字，但作為一場政治性鎮壓運動，其規模之大、涉及面之廣、危害之深，在歷史上堪稱空前，它是俄國歷史上最黑暗的一頁，在人類罪惡史上也留下了濃墨重彩的一筆！
1953年斯大林去世，蘇聯開始重新審查這些案件。1956年2月，赫魯曉夫在第二十次黨代會上做報告時說，過去兩年里已有7679人被「恢複名譽」。他們中大多數都已死去。更令人震驚的是，在1934年號稱「勝利者代表大會」上選出的134名黨中央委員會委員中，有98人，即佔全部委員的70.9%，在1937～1938年期間被逮捕和槍斃。
斯大林死後，蘇共政治局立刻要求安全部門提供有關在押「反革命犯罪分子」人數的詳細資料。1954年2月，蘇總檢察長、公安部長、司法部長向蘇共政治局聯名遞交了相關報告。報告中說，從1921年到1954年2月1日止，以「反革命罪」判刑的人數是377.738萬人。其中被處死刑的有64.298萬人，被判勞改和監禁的有236.922萬人，被判流放和強制遷居的有76.51萬人。在所有判刑人員中，對大約290萬人的判決是由政治保衛局工作組、「三人審判組」和特別專案組等非常規司法機關做出的。剩下的90萬人是由一般的法院、軍事法庭和最高法院做出的。
1992年，當時的俄羅斯聯邦國家安全部檔案登記處處長，向輿論界通報了蘇聯時期的全部「政治犯」資料。這些資料顯示，從1917年到1990年，總計有385.39萬人以政治罪名（反革命罪、國事罪）被判處各類刑罰，其中82.7995萬人被判處死刑。但是，這裡有一小部分死刑判決沒有被執行，而是改判為其他刑罰。與之相對照的是，1825～1917年沙皇俄國只判刑了625名政治犯，其中死刑不到200人。一位在斯大林監獄裡長期坐牢的沙俄將軍感嘆，跟斯大林比起來，我們的尼古拉皇帝實在是太仁慈了，所以他丟了江山，但斯大林也做了我們皇帝想做卻沒做成的事——「現在牢房裡關的全是猶太人和布爾什維克」。