基洛夫刺杀案发生后，苏联的“肃反”扩大成了“大清洗”，共有500万人受到牵连，130万人被判刑，其中68.2万人遭枪杀；中央委员会139名委员中有119人被处死，参加1934年苏共十七大的代表中，有超过一半的人被逮捕，这些人中三分之二被处死。
列宁在世时的最后一届党中央政治局委员共有7名政治局委员，除列宁逝世外，斯大林将其他5人（加米涅夫、托洛茨基、季诺维也夫、李可夫、托姆斯基）都置于死地，就剩下他一个人；1919年到1935年先后选出的31名政治局委员，有20人被处决，有人戏称“列宁创建的党被斯大林消灭了”，斯大林在政治上成功除去了所有明显的和潜在的绊脚石。
苏联军队最高层也因“大清洗运动”遭到了严重的人才损失，1937年6月，8名苏联红军高级将领被指控私通德国，其中包括苏联首屈一指的军事战略家图哈切夫斯基，他们统统被处决。还有大约15,000名军人和相关人员被枪毙，国防委员会的85名成员中有68人被处决，这严重损害了苏联军队战斗力，助长了希特勒侵略的野心。还有一大批著名知识分子遭到残酷的镇压，包括坦克设计师扎斯拉夫斯基、无后坐力炮发明者库尔切夫斯基、飞机设计师图波列夫等人。
苏联工农业生产也因此直线下降，1939年时古拉格的囚犯高达百万之多，这些人被迫充当苦役，下矿井挖煤，到林地伐木，去大型建设项目工地劳作。成千上万的囚犯死于饥饿和繁重的劳动，在“连坐”制度下，只有整个集体完成了每日的工作指标，犯人们才能领到足够的食物。一名囚犯后来写道：“越饿，做工越差。做工越差，越没有吃的，这种恶性的循环根本不给人留活路。”
在基洛夫被刺杀一案中，加米涅夫和季诺维耶夫被指控是幕后黑手，1936年夏，对两人的公开审判开始，他们被指控建立恐怖组织，刺杀基洛夫，还想除掉斯大林。
举行公审存在一定的风险，首先对两人罪行的指控并无确凿的证据，再者能否定罪要看被告是否认罪。如果被告并未认罪，而证据又不足，政府是很难给他们定罪的。秘密审判也许是最好的选择，但是斯大林想让政敌身败名裂，永无翻身之日。所以他必须想方设法地毁掉民众对两人的好感，将他们从革命英雄变成暗中破坏社会主义建设的邪恶小人。
在公审前，苏联人民内务委员会向加米涅夫、季诺维耶夫保证：只要他们担下罪名，并构陷其他革命元老，如布哈林、托姆斯基、卡尔·拉狄克等，他们及家人的性命就能保住。
经过几个月的秘密筹备，公审在最高法院举行，主持审判的人是维辛斯基。维辛斯基很清楚这场审判的目的就是激起民众对被告的痛恨，在法庭上他怒斥季诺维耶夫和加米涅夫是背叛人民的帝国主义走狗，社会渣滓。这些控诉内容广为流传，揪出邪恶的叛徒赢得了工人的一片称赞，苏联各地发来电报，要求立即处死这些社会的败类。
审判结果没有任何悬念，季诺维耶夫、加米涅夫以及其他14名被告对自己的罪行供认不讳，还互相构陷。听取被告证词后的第五天，即8月24日，法庭判处这16人死刑，次日执行。季诺维耶夫、加米涅夫成了第一批被处决的中央委员，而主审官维辛斯基此后的事业平步青云，在举世闻名的纽伦堡审判中担当苏联首席检察官，在斯大林晚年时出任苏联外交部长。
这次的公审为以后的审判开了先河，1937年1月，列宁的亲密战友卡尔·拉狄克和其他16人出现在审判席上，罪名是恐怖活动和阴谋破坏。13人被判处死刑，立即执行，余者被关入劳改营，也很快死于营中。拉狄克没有被判处死刑，因为他答应构陷其他人，这种以诬陷他人苟且偷生的行为，为两年后更大的审判做了铺垫。只不过拉狄克并没活到那时候，他在劳改营被苏联人民内务委员会派去的刺客杀害了。
到了1937年，苏联民众人人自危，许多人相信他们中间真的有间谍、有阴谋破坏者存在，有必要时刻保持警惕，揪出特务。一些人或出于私心或为了升迁，故意诬告他人。因为对手或上司被告发，他们极可能取而代之、步步高升。任何被怀疑为富农、反动派或拥有外国国籍者都会有生命危险，人们不由自主地被卷入大清洗的旋涡。
一时间，苏联发生的一切都有章可循，没有什么所谓的“意外”。发生火灾，工厂的机器出故障，集体农庄的拖拉机抛锚……类似的事故总有人被揪出来承担罪过。一旦被捕，他们的命运就由法律之外的力量摆布：检察官，苏联人民内务委员会都握有生杀予夺的大权。1934年新刑法颁布，犯罪分子的家人也要受到株连，所以当加米涅夫被处死后，他的妻子和孩子不久也被处死，季诺维耶夫的家人也没能幸免。
1938年3月针对所谓的“托洛茨基集团”，原共产国际主席尼古拉·布哈林、原人民委员会主席阿列克谢·李可夫、克里斯蒂安·拉可夫斯基等共21人站上了被告席。这些人都是苏共政治局的重要人物，上两次公审没被铲除的布尔什维克党元老被一网打尽。他们被指控属于“托派阵营”，所犯下的滔天的罪行包括刺杀基洛夫，意图刺杀斯大林、列宁、莫洛托夫等，破坏苏联经济生产，为西方国家提供情报等，18人被处以死刑。
