По окончании работы съезда пошел обратный отсчет последних дней жизни Орджоникидзе. 23 января в Москве начался Второй московский процесс. Основными обвиняемыми были Пятаков, Радек, Серебряков, Сокольников, всего обвиняемых 17 человек. Как и во время предыдущего процесса, обвинение строилось в основном на признаниях подсудимых, но теперь, в дополнение к терроризму, добавились признания в политическом и экономическом саботаже. Орджоникидзе следил за ходом процесса, продолжая работу на своем посту. Так, днем 24 января он в очередной раз проинспектировал строительство второй очереди московского метро, посетив станцию «Киевская»[1128]. Второй московский процесс продолжался неделю и закончился 30 января приговором 13 обвиняемых к смертной казни, в том числе Пятакова и Серебрякова. Накануне, 29 января, А. А. Андреев, К. Е. Ворошилов, А. Я. Вышинский, Н. И. Ежов, Л. М. Каганович, В. М. Молотов, Г. К. Орджоникидзе, В. В. Ульрих были с 16:15 на приеме у И. В. Сталина, через 10 минут к ним присоединился А. И. Микоян. В 17:15. Вышинский и Ульрих покинули помещение. Остальные пробыли в кабинете до 20:15. Вопрос о судьбе подсудимых был с большой долей вероятности решен до 17:15[1129].
Остальных обвиняемых приговорили к длительным срокам заключения, трое из них получили 10 лет, в том числе Радек и Сокольников (в мае 1939 года они были убиты в заключении). В ходе процесса обвиняемые дали показания против Рыкова и Бухарина. Процесс определил содержание последующих выступлений государственных деятелей этого периода. Орджоникидзе не был исключением.
1 февраля, в день расстрела Пятакова и других осужденных на процессе, на приеме делегации инженерно-технических работников нефтеперегонной промышленности и их жен в Наркомтяжпроме Серго говорил, обращаясь к присутствующим: «В этой огромной борьбе ваш отряд социалистических борцов занимает самое почетное место. Вы знаете, сколько у нас „друзей“, не только — будь они прокляты — фашисты за границей, но вы имели возможность читать и слушать процесс этой дряни — агентов германского фашизма, которые пытались продать нашу родину японцам и германцам. Будь проклят этот враг нашей родины — Иудушка Троцкий и его представители — Пятаков, Радек, Сокольников и прочая сволочь! Вы видите врага, вы видите, насколько глубоко он проникает в нашу среду. Диверсанты, шпионы — это обычное явление во всех государствах, все государства посылают шпионов в другие страны, во всех странах стараются иметь диверсантов, чтобы во время войны взорвать тот или другой завод, то или другое предприятие. Речь идет о том, чтобы не допускать этих случаев, не допускать к себе диверсантов. В списках негодяев вы видите Пятакова, Радека, Сокольникова, Муралова и прочих шпионов. Это говорит о чем? Это говорит о том огромном напряжении сил, которые проявляет враг, чтобы побить нас. Враг всеми силами ловчится, чтобы найти своих агентов в нашей стране»[1130]. Эта речь была опубликована под характерным для того времени названием «Добить врага и следить, чтобы он к нам не проник!». В ней Серго указывал: «Вы, товарищи работники, товарищи работницы, жены инженеров и техников, должны следить за производством так, как следите за своим ребенком, когда смотрите, чтобы ему никто не выколол глаза. Вы должны следить за своим заводом, за своим резервуаром, за своей аппаратурой, чтобы враг не мог подойти к нам даже близко!»[1131]
Орджоникидзе участвовал в кампании по борьбе с вредительством и в последующие дни, хотя контроль (или помощь ему) со стороны Сталина имели место. В этом отношении интерес представляют замечания и правка И. В. Сталина 1 февраля в проекте тезисов доклада Орджоникидзе о задачах по ликвидации последствий вредительства в тяжелой промышленности[1132].