Согласно материалам уголовного дела, «признавая себя виновным во враждебном отношении к советскому строю, Меликов показал, что на путь антисоветской деятельности он встал под влиянием Тухачевского, Егорова и Эйдемана в результате тех антисоветских бесед, которые происходили у них на квартирах.
В последующие годы Меликов в кругу своих сослуживцев проводил антисоветскую пораженческую агитацию, дискредитируя мероприятия ВКП(б) и Советского правительства в области укрепления внутреннего положения страны.
После нападения Германии на Советский Союз рассматривал временные неуспехи Красной армии с враждебных позиций, заявляя, что отступление советских войск является следствием неправильной политики Советского правительства и неподготовленности к войне армии и страны в целом.
Вместе с этим Меликов восхвалял германскую армию, клеветнически утверждая, что Советский Союз в результате неспособности Советского правительства организовать сопротивление наступающему противнику потерпит поражение.
Свою принадлежность к заговору Меликов отрицает».
Судя по всему, основой обвинений послужили доносы, а также показания, выбитые из уже расстрелянных военачальников. Все разговоры Меликова с ними (а ему приходилось общаться с Тухачевским, Егоровым и др. главным образом по служебным делам) следствием трактовались как антисоветские и связанные с заговором. А разговоры о войне с Германией, в которых Владимир Арсеньевич, по всей видимости, указывал на сильные стороны вермахта, оценивались как восхваление германской армии и клевета на Красную армию.
До суда Меликов не дожил. Он умер в тюрьме 3 октября 1946 года. В 1953 году В.А. Меликова реабилитировали.
Наиболее известные книги Меликова, кроме труда о войне с Польшей, это «Марна, Висла, Смирна» (1928), «Взаимодействие Западного и Юго-Западного фронтов и бои в районе Варшавы и Львова в 1920 году» (1938), «Сталинский план разгрома Деникина» (1938) и «Героическая оборона Царицына» (1938).