Тухачевский решительно выступал против минометного вооружения Красной Армии. В результате его усилий в планах второй пятилетки производство этого вида оружия вообще не предусматривалось. Место минометов должны были, по замыслу маршала, занять пехотные мортиры, которые так и не были созданы. Всячески препятствовал Тухачевский и развитию ствольной артиллерии. Он доказывал, что такого рода артиллерийские системы исторически обречены и должны быть заменены безоткатными динамореактивными пушками. Попытки ведущего советского конструктора В. Грабина убедить маршала в узости, односторонности и опасности такого подхода для обороноспособности страны успеха не имели.
Были и другие факты, которые в обобщенном и систематизированном виде неизбежно порождали непростые вопросы о причинах такого рода действий со стороны маршала. Сегодня представляется, что наиболее вероятной причиной подобных просчетов являлось отсутствие у Тухачевского высшего военного образования. Но в те времена такое истолкование вряд ли могло показаться основательным. Логика классовой борьбы скорее подсказывала другие объяснения очевидных промахов маршала — измена и вредительство.
И Сталин приказал Ворошилову и Ежову продолжать проверку. 1 мая 1937 года Тухачевский, как всегда в этот день, появился на Красной площади в Москве, на трибуне для высшего командования Красной Армии. Но на этот раз праздничная атмосфера, которая всегда отличала военные парады, приобрела зловещие черты. Люди, которые стояли на трибуне рядом с Тухачевским, явно тяготились его присутствием. Не было обычных оживленных реплик, глухая стена молчания отгородила Тухачевского от других военачальников. А стоявший рядом с ним маршал Егоров не только не поприветствовал коллегу при встрече, но даже дистанцировался от него во время парада.
Так и стоял Тухачевский все сорок минут парада — в одиночестве среди своих. И не выдержал. Сразу же по окончании парада, не ожидая начала демонстрации, Тухачевский покинул трибуну.
В кабинете Сталина появился Николай Ежов с протоколом допроса сотрудника НКВД Белоруссии А. П. Баранова.
«Вопрос: Вы подали заявление с признанием вашего участия в антисоветском военно-фашистском заговоре. Подтверждаете ли вы это заявление? Ответ: Да, подтверждаю полностью. В антисоветский военно-фашистский заговор я вовлечен бывшим начальником отдела боевой подготовки НКВД БССР полковником Мельниковым в январе 1936 года… Мельников рассказал мне о том, что в РККА существует военный заговор, целью которого является свержение существующего строя насильственным путем и реставрация капитализма в СССР, а теперь проводится большая подготовительная подрывная работа по ослаблению боеготовности и боевой подготовки войск, направленная на поражение Красной Армии в будущей войне». Далее А. П. Баранов назвал фамилии руководителей заговора: Тухачевский, Гамарник, Уборевич.
Тревожная информация поступала к Сталину и из-за рубежа. В Праге президент Чехословакии Бенеш передал советскому послу Александровскому факсимиле некоторых документов германской службы безопасности СД, из которых следовало, что маршал Тухачевский и ряд других военачальников Красной Армии из его ближайшего окружения сотрудничают с руководством вермахта и германской разведки. Полагают, что эти документы — личная заслуга руководителя СД обергруппенфюрера Гейдриха и что действовал он по личному распоряжению Гитлера. По некоторым данным, в подготовке дезинформации принимали участие Гесс, Борман и Гиммлер. Воздержимся от рукоплесканий немецкой разведке — многие данные дают нам основания предположить, что Тухачевский и так был обречен. 11 мая 1937 года советские газеты поместили официальное сообщение о новых назначениях в Наркомате обороны СССР. Первым заместителем наркома стал маршал А. И. Егоров. Занимавший ранее эту должность маршал М. Н. Тухачевский назначался командующим войсками Приволжского военного округа.
В тот же день был арестован начальник военной академии им. М. В. Фрунзе командарм 2-го ранга Август Корк. На допросе он назвал состав «штаба переворота» — Тухачевский, Якир, Уборевич, Путна, Эйдеман.
Арестовали и начальника административно-хозяйственного управления РККА комкора Б. М. Фельдмана. Его допрашивал следователь НКВД З. М. Ушаков. Методов следствия, к которым он прибегал, не выдерживал никто. Не явился исключением и Борис Фельдман. На допросе он показал, что в контрреволюционный заговор его вовлек маршал Тухачевский.
Последний, разумеется, ничего не знал об этих показаниях. Когда же Тухачевскому стало известно об аресте своего ближайшего помощника, он, по свидетельству очевидца, тихо произнес: «Какая-то грандиозная провокация». По некоторым данным, маршал по этому поводу даже писал Сталину. Но генсек не ответил.