К этому времени заговорщики существенно продвинулись в своей подготовке к военному перевороту. Аресты ряда участников заговора, а также опала Енукидзе и Ягоды заставляли заговорщиков действовать быстрее и энергичнее. К тому же после отстранения от власти Енукидзе и Ягоды военное крыло заговора стало играть в нем решающую роль. В середине февраля 1937 года заместитель наркома внутренних дел Украины Зиновий Канцельсон сообщил своему родственнику А. Орлову (Фельдбину) о том, что руководители Красной Армии «находились в состоянии „сбора сил“». Хотя в то время заговорщики «еще не достигли согласия в отношении твердого плана переворота…» Тухачевский считал, что следует «под каким-либо благовидным предлогом» убедить «наркома обороны Ворошилова… просить Сталина собрать высшую конференцию по военным проблемам, касающуюся Украины, Московского военного округа и некоторых других регионов, командующие которых были посвящены в планы заговора. Тухачевский и другие заговорщики должны были явиться со своими доверенными помощниками. В определенный час или по сигналу два отборных полка Красной Армии перекрывают главные улицы, ведущие к Кремлю, чтобы заблокировать продвижение войск НКВД. В тот же самый момент заговорщики объявят Сталину, что он арестован. Тухачевский был убежден, что переворот мог быть проведен в Кремле без беспорядков». Кацнельсон был уверен в успехе: «Тухачевский — уважаемый руководитель армии. В его руках Московский гарнизон. Он и его генералы имеют пропуска в Кремль. Тухачевский регулярно докладывает Сталину, он вне подозрений. Он устроит конференцию, поднимет по тревоге два полка — и баста».
Тухачевский считал, что после захвата власти Сталина надо было немедленно застрелить. Однако сам Кацнельсон, а также ряд других участников заговора, в частности первый секретарь ЦК КП(б) Украины С. Косиор и нарком внутренних дел Украины Балицкий, считали, что «Сталина надо было представить на суд пленуму ЦК».
Очевидно, что сведения о заговоре заставили Сталина и его соратников в Политбюро вновь прибегнуть к методу устрашения и опять главным образом за счет бывших оппозиционеров.
В конце января 1937 года в Москве начался процесс по делу так называемого параллельного антисоветского троцкистского центра. На скамье подсудимых были: Г. Л. Пятаков, К. Б. Радек, Г. Я. Сокольников, Л. П. Серебряков, Я. А. Лившиц, Н. И. Муралов, Я. Н. Дробнис, М. С. Богуславский, И. А. Князев, Б. О. Норкин, А. А. Шестов, М. С. Строилов, И. Д. Турок, И. И. Грише, Г. Е. Пушин, В. В. Арнольд. Их адвокатами были И. Д. Брауде, Н. В. Коммодов, С. К. Казначеев. Государственным обвинителем вновь был прокурор СССР А. Я. Вышинский.
Помимо подсудимых, среди них незримо присутствовал Троцкий. Об этом говорил в своем последнем слове Радек: «Главным подсудимым на этом процессе должен был стать Троцкий. Он давал указания для осуществления вредительской и диверсионной деятельности, он нас направлял. Сейчас я хочу обратиться ко всем троцкистам, полутроцкистам, четвертьтроцкистам, троцкистам на одну восьмую, ко всем людям, которые нам помогали, часто не зная о террористической организации, но симпатизируя нам, давали нам помощь. Всем этим элементам перед лицом суда и перед фактом расплаты мы говорим: кто имеет малейшую трещину по отношению к партии, пусть знает, что завтра он может быть диверсантом, он может быть предателем, если эта трещина не будет старательно заделана откровенностью до конца перед партией». Из этого следовало, что процесс имел целью нанести удар по вольным и даже невольным сторонникам Троцкого, явно или тайно выступавшим против конституционной реформы.
Как и участников процесса над Зиновьевым, Каменевым и другими, подсудимых по делу «параллельного центра» обвиняли в подготовке террористических актов против Сталина и других членов Политбюро. На сей раз Молотов был включен в число потенциальных жертв. Кроме того, участники процесса обвинялись в организации диверсий против рядовых советских людей: взрывы предприятий, аварии на железных дорогах, массовые отравления и т. д. В дни процесса в «Правде» было опубликовано стихотворение А. А. Суркова, в котором говорилось:
Вот все они: лакеи генералов,
Шпики по крови и друзья шпиков —
Серебряков, Сокольников, Муралов,
Двуличный Радек, подлый Пятаков.
Смерть подлецам, втоптавшим в грязь доверье
Овеянной победами страны!
Объективные свидетели, присутствовавшие на процессе Пятакова и других, решительно отрицали утверждения западной печати о том, что самообвинения подсудимых были следствием физического воздействия на них. Наиболее развернутое опровержение этих заявлений представил Лион Фейхтвангер. Он писал: «Было выдвинуто наиболее примитивное предположение, что обвиняемые под пытками и под угрозой новых, еще худших пыток были вынуждены к признанию. Однако эта выдумка была опровергнута несомненно свежим видом обвиняемых и их общим физическим и умственным состоянием. Таким образом, скептики были вынуждены для объяснения „невероятного“ признания прибегнуть к другим источникам. Обвиняемым, заявляли они, давали всякого рода яды, их гипнотизировали и подвергали действию наркотических средств. Однако еще никому на свете не удавалось держать другое существо под столь сильным и длительным влиянием, и тот ученый, которому бы это удалось, едва бы довольствовался бы положением таинственного подручного полицейских органов; он, несомненно, в целях увеличения своего удельного веса ученого, предал бы гласности найденные им методы. Тем не менее противники процесса предпочитают хвататься за самые абсурдные гипотезы бульварного характера, вместо того чтобы поверить в самое простое, а именно, что обвиняемые были изобличены и их признания соответствуют истине».
Фейхтвангер писал: «Советские люди только пожимают плечами и смеются, когда им рассказывают об этих гипотезах. Зачем нужно было нам, если мы хотели подтасовать факты, говорят они, прибегать к столь трудному и опасному способу, как вымогание ложного признания? Разве не было бы проще подделать документы? Не думаете ли Вы, что нам было бы гораздо легче, вместо того чтобы заставить Троцкого устами Пятакова и Радека вести изменнические речи, представить миру его изменнические письма, документы, которые гораздо непосредственнее доказывают его связь с фашистами? Вы видели и слышали обвиняемых: создалось ли у Вас впечатление, что их признания вынуждены?»
Фейхтвангер подробно описал ход процесса, представил яркие характеристики отдельных подсудимых, изложил их выступления в суде, чтобы доказать абсурдность сомнений в фабрикации процесса. Однако, как и в случае с процессом по делу Зиновьева, Каменева и других, здесь имела место «амальгама» из реальных фактов и фальсификации. В ходе процесса был опять разоблачен промах следователей, видимо плохо ориентировавшихся в Скандинавских странах. На сей раз на процессе было объявлено, что Пятаков встречался с Троцким в Норвегии, вылетев с берлинского аэродрома Темпельгоф и прибыв в аэропорт «Кьеллер» города Осло в декабре 1935 года. Однако уже 29 января 1937 года газета Социал-демократической партии Норвегии «Арбайдербладет» сообщила, что с декабря 1935 года по май 1936 года аэропорт «Кьеллер» города Осло не работал и самолеты не садились на его летное поле.