В марте 1936 года Ягода доложил Сталину о ходе ликвидации троцкистского подполья и выявления террористических групп. Одновременно он внес предложение: троцкистов, причастных к террору, предать суду и, применив к ним закон от 1 декабря 1934 года, всех расстрелять.
31 марта 1936 года Сталин поручил Ягоде и Вышинскому дать более конкретный проект предложения о троцкистах, оформив это поручение следующим решением Политбюро ЦК: «Всех арестованных НКВД троцкистов, уличенных следствием в причастности к террору, предать суду военной коллегии Верховного Суда с применением к ним в соответствии с законом от 1.12.1934 года расстрела. Обязать НКВД и Прокуратуру Союза по окончании следствия представить список лиц, подлежащих суду по закону 1.12.1934 года».
Была дана соответствующая директива НКВД, в которой указывалось:
«Основной задачей наших органов на сегодня является немедленное выявление и полнейший разгром до конца всех троцкистских сил, их организационных центров и связей, разоблачение и репрессирование всех троцкистов-двурушников... Следствие по всем ликвидационным троцкистским делам ведите максимально быстро, ставя основной задачей следствия вскрытие и разгром всего троцкистского подполья, обнаружение и ликвидацию организационных центров, выявление и пресечение всех каналов связей с закордонным троцкистским руководством».
Одновременно с выявлением «троцкистского центра» органы НКВД проводили активную работу, чтобы доказать тезис об объединении троцкистов с зиновьевцами в совместной террористической деятельности.
При допросах арестованных широко использовался вымышленный донос, согласно которому, по рассказам Смирнова, в 1932 году после переговоров между Каменевым, Тер-Ваганяном и Ломинадзе был создан объединенный центр, куда вошли Зиновьев, Каменев, Евдокимов, Мрачковский, Ломинадзе и Шацкин.
Выполняя личные указания Сталина о разработке более конкретных мер по усилению борьбы с троцкистами, Ягода и Вышинский 10 июня 1936 года представили ему список троцкистов в количестве 82 человек, якобы причастных к террору, и внесли предложение о предании их суду военной коллегии по закону от 1 декабря 1934 года как участников антисоветской террористической организации.
В письме ставился вопрос о предании суду по этому закону Зиновьева и Каменева, как организаторов террора, не выдавших на следствии и в суде по процессу «московского центра» террористов, продолжавших подготовку убийства руководителей ВКП(б).
Однако Сталин не согласился с организацией процесса только над одними троцкистами. В июне 1936 года он через Ежова дал указание органам НКВД подготовить общий процесс и над троцкистами, и над зиновьевцами.
С этого времени следствие о троцкистах получило новое направление — началась активная работа по фабрикации дела об объединенном троцкистско-зиновьевском центре. Как она велась, кто ее направлял, можно представить из выступления заместителя наркома внутренних дел Агранова на совещании актива ГУГБ НКВД, которое проходило 19—21 марта 1937 года (цитируется по исправленной стенограмме):
«Агранов. Я хочу рассказать, как удалось поставить на верные рельсы следствие по делу троцкистско-зиновьевского террористического центра. Неправильную антипартийную линию в этом деле занимали Ягода и Молчанов. Молчанов определенно пытался свернуть это дело, еще в апреле 1936 года упорно доказывая, что раскрытием террористической группы Шемелева, Сафонова и Ольберга, связанных с И. Н. Смирновым, можно ограничиться, что это и есть троцкистский центр, а все остальные никакого отношения к делу не имеют... Молчанов старался опорочить и тормозить следствие по делам террористических организаций, которые были раскрыты Ленинградским и Московским управлениями...
При таком положении вещей полное вскрытие и ликвидация троцкистской банды была сорвана, если бы в это дело не вмешался ЦК (Сталин).
А вмешался он следующим образом... По моему возвращению после болезни Ежов вызвал меня к себе на дачу. Надо сказать, что это свидание носило конспиративный характер. Ежов передал указание Сталина на ошибки, допускаемые следствием по делу троцкистского центра, и поручил принять меры, чтобы вскрыть троцкистский центр, выявить явно невскрытую террористическую банду и личную роль Троцкого в этом деле.