10 ноября 1937 года старший брат Орджоникидзе был расстрелян. Подверглась репрессиям вся семья Орджоникидзе. Органы арестовали жену Папулии Нину. 29 марта 1938 года «тройка» приговорила ее к десяти годам лагерей. Но 14 июля ее дело было рассмотрено вторично, и 15 июля 1938 года Нина Орджоникидзе была расстреляна. В 1938 году жену Серго Орджоникидзе – Зинаиду Гавриловну Павлуцкую – приговорили к десяти годам заключения. Тогда же были осуждены к высшей мере наказания другой брат Орджоникидзе Иван и его жена Антонина. В 1941 году арестован третий брат – Константин. Был расстрелян также племянник Орджоникидзе Георгий Гвахария, директор Макеевского металлургического завода.
Бериевец Сергей Гоглидзе показал на следствии в 1953 году:
Я считаю, что Берия к делам Папулии Орджоникидзе, Бедии и Дарахвелидзе проявил личную заинтересованность и мстительность. Нужно иметь в виду, как я уже показывал раньше, Берия по складу характера деспотичен, мстителен и мелочный человек, особенно в тех случаях, когда он стремился достигнуть какой-то цели. Он не терпел никаких возражений, чужого мнения и авторитета других. Везде и всюду он хотел быть первым, добиваясь этого любыми средствами, в которых он не стеснялся, особенно в тех случаях, когда можно было использовать органы НКВД и какие-либо компрометирующие материалы на неугодных ему лиц. Я хочу сообщить еще об одном деле, вызывающем у меня большие сомнения, особенно в связи с разоблачением Берии. В 1941 году по указанию Берии был арестован Орджоникидзе Константин Константинович, который был осужден Особым совещанием НКВД СССР на пять лет тюрьмы за распространение, якобы, клеветы на вождя. В 1945 году ему тем же Особым совещанием был увеличен срок еще на пять лет, но после истечения и этого срока он находился во Владимирской тюрьме. Как мне докладывали, осужденный Орджоникидзе длительное время протестовал против заключения его в тюрьму и его возражения доходили до буйства. С материалами дела его я не знакомился и не знаю, кто непосредственно вел следствие по его делу, но мне это дело представляется сомнительным…
В семье Орджоникидзе в Тбилиси так вспоминают те страшные годы.
Этери Орджоникидзе: