Осенью 1936 года в Московскую Патриархию поступило сообщение о кончине митрополита Петра. В связи с этим Патриархия издала акт о переходе прав и обязанностей местоблюстителя патриаршего престола к митрополиту Сергию, которому еще в 1934 году было присвоено звание блаженнейшего митрополита Московского и Коломенского. Однако на самом деле митрополит Петр был еще жив, хотя и находился в тяжелом физическом состоянии. Он был расстрелян 10 октября 1937 года по приговору тройки НКВД по Челябинской области.
В 1937 году, в разгар сталинских репрессий, состоялась всесоюзная перепись населения, по результатам которой население страны составило 162 миллиона человек. В 1934 году в стране насчитывалось 168 миллионов человек, и предполагалось, что к 1937 году численность населения будет равняться 170—172 миллионам. Разница в 10 миллионов между ожидавшимися и реальными цифрами была прямым следствием коллективизации, раскулачивания, бегства крестьян из деревни, голода 1933 года, а также массовых репрессий, приведших к гибели миллионов людей и вызвавших демографическую катастрофу. Ознакомившись с данными переписи, Сталин обвинил ее устроителей в «недоучете», они были репрессированы, а результаты переписи засекречены. В 1939 году была произведена новая перепись, которая дала искомый результат: 170 миллионов. Негодование коммунистических властей результатами переписи 1937 года было вызвано не только «недоучетом» населения, но и тем фактом, что в графе «религия» 55,3 миллиона человек, т. е. 56,7% лиц от 16 лет и старше, назвали себя верующими (лица моложе 16 лет не заполняли эту графу). Таким образом, несмотря на массовые гонения на духовенство и верующих, закрытие и разрушение храмов и монастырей, несмотря на угрозу расстрела или репрессий, висевшую над любым человеком, открыто исповедовавшим веру в Бога, и над его семьей, более половины взрослого населения страны в 1937 году заявило о своей религиозности.
В результате беспрецедентных по своим масштабам гонений 1930–х годов Церковь в СССР была почти полностью разгромлена. К 1939 году на всей территории страны оставалось лишь около 100 действующих храмов, ни одного монастыря, ни одного церковного учебного заведения и лишь четыре правящих архиерея — митрополит Московский Сергий, митрополит Ленинградский Алексий (Симанский), архиепископ Петергофский Николай (Ярушевич), управлявший Новгородской и Псковской епархиями, и архиепископ Дмитровский Сергий (Воскресенский). Еще несколько архиереев служили настоятелями храмов. На Украине оставалось лишь 3 процента от дореволюционного числа храмов.
Положение Церкви стало меняться перед началом Второй мировой войны. В 1939 году, в результате пакта Молотова–Риббентропа, к СССР были присоединены Западная Украина и Западная Белоруссия, а в 1940 году — Бессарабия, Северная Буковина и Прибалтика. В результате резко возросло число приходов Русской Православной Церкви. К началу Великой Отечественной войны она имела 3021 храм и 88 монастырей.
Когда 22 июня 1941 года гитлеровские войска напали на Советский Союз, митрополит Сергий выступил с обращением к народу: