26 мая Тухачевский заявил: «Мне были даны очные ставки с Примаковым, Путной и Фельдманом, которые обвиняют меня как руководителя антисоветского военно-троцкистского заговора. Прошу представить мне еще пару показаний других участников этого заговора, которые также обвиняют меня. Обязуюсь дать чистосердечные показания». И в тот же день написал: «…Признаю наличие антисоветского военно-троцкистского заговора и то, что я был во главе его… Основание заговора относится к 1932 году».
До сих пор не решен вопрос, применяли ли к Тухачевскому во время следствия меры физического воздействия, т. е., говоря проще, пытали ли и избивали его. Хотя относительно других подсудимых на этот счет имеются вполне определенные данные. Так, бывший сотрудник НКВД, а впоследствии заместитель министра госбезопасности Селивановский 10 декабря 1962 года сообщил в ЦК: «В апреле 1937 года дела Путин и Примакова были переданы Авсеевичу. Зверскими, жестокими методами допроса Авсеевич принудил Примакова и Пугну дать показания на Тухачевского, Якира и Фельдмана… Работа Авсеевича руководством Особого отдела ставилась в пример другим следователям. Авсеевич после этого стал эталоном в работе с арестованными». По свидетельству бывшего сотрудника Особого отдела Бударева, Авсеевич, возглавлявший одно из отделений этого отдела, заставлял своих сотрудников постоянно находиться рядом с Примаковым, не давать ему спать и вынудить дать признательные показания. На сон подследственному отводилось лишь 2–3 часа в сутки, да и то в кабинете, где проходил допрос и куда даже доставляли пищу. Подобное непрерывное давление в конце концов сломило волю арестованного. Кроме того, по утверждению Бударева, «в период расследования дел Примакова и Путин было известно, что оба эти лица дали показания об участии в заговоре после избиения их в Лефортовской тюрьме».
Можно предположить, что разгадка поведения Тухачевского и его товарищей лежит не в гипнозе. И даже не в особом мастерстве следователей-инквизиторов. Один из них, Ушаков, после своего ареста вообще потерял представление о реалиях окружающего мира, хвастался на допросах своими заслугами, рассчитывая на снисхождение. Зиновий Маркович утверждал: «Я переехал с Леплевским в Москву в декабре 1936 года… Я буквально с первых дней поставил диагноз о существовании в РККА и Флоте военно-троцкистской организации, разработал четкий план ее вскрытия и первый же получил такое показание от бывшего командующего Каспийской флотилии Закупнева… Шел уверенно к раскрытию военного заговора. В то же время я также шел по другому отделению на Эйдемана и тут также не ошибся. Ну, о том, что Фельдман Б.М. у меня сознался в участии в антисоветском военном заговоре… на основании чего 22 числа того же месяца начались аресты… говорить не приходится. 25 мая мне дали допрашивать Тухачевского, который сознался 26-го, а 30-го я получил Якира. Ведя один, без помощников (или «напарников»), эту тройку и имея указание, что через несколько дней дело должно быть закончено для слушания, я, почти не ложась спать, вытаскивал от них побольше фактов, побольше заговорщиков. Даже в день процесса, рано утром, я получил у Тухачевского дополнительные показания об Апанасенко и некоторых других». Среди этих «других» был и будущий нарком С. К. Тимошенко.