После освобождения Донбасса Мельникова по решению ЦК ВКП(б) в феврале 1944 года направляют на его восстановление. Прямолинейный и честный, чуждый угодничеству и несправедливости, уравновешенный и рассудительный, Мельников всегда быстро адаптировался к любому коллективу и любым обстоятельствам. Ученые до сих пор считают проведенную на Донбассе откачку воды из затопленных выработок одним из величайших достижений инженерной мысли.
В 1952 году на XIX съезде партии Мельников был избран членом ЦК КПСС, а на октябрьском пленуме ЦК КПСС — членом Президиума ЦК. После смерти Сталина 5 марта 1953 года, больше похожей на убийство, над Мельниковым также нависла смертельная опасность. Но он еще успел возглавить комиссию по определению личных вещей Сталина, весь объём которых вместился в один мешок: мундир генералиссимуса, несколько пар белья, сапоги — и практически всё. Зато была огромная библиотека, причем книги были с карандашными пометками.
26 мая 1953 года постановлением Президиума ЦК «Вопросы западных областей Украинской ССР» Мельников был снят с поста первого секретаря ЦК компартии Украины за «искривление» национальной политики в том смысле, что в руководящем партийно-советском активе западные украинцы составляли меньшинство, а преподавание большинства дисциплин в вузах Западной Украины велось на русском языке. В июне он был выведен из состава Президиума ЦК и фактически ему грозил арест, поскольку, по его словам, уходить из Киева ему пришлось, как в шпионском триллере — в багажнике автомобиля.
26 июня 1953 года в Москве группой военных, действовавших по указке Хрущёва, был застрелен Лаврентий Павлович Берия — первый заместитель Председателя Совета Министров СССР, министр внутренних дел СССР, которому удалось вновь объединить МВД и МГБ, то есть восстановить прежнюю структуру НКВД СССР. Военный переворот сопровождался масштабными репрессиями против чекистов — по самым скромным оценкам, было арестовано более двухсот руководителей госбезопасности. 23 декабря 1953 года были казнены ближайшие сподвижники Берии — бывший нарком госбезопасности СССР генерал армии Всеволод Николаевич Меркулов, первый заместитель министра внутренних дел СССР генерал-полковник Богдан Захарович Кобулов, начальник военной контрразведки генерал-полковник Сергей Арсеньевич Гоглидзе, министр внутренних дел Украинской ССР, бывший замначальника Смерш генерал-лейтенант Павел Яковлевич Мешик, министр внутренних дел Грузинской ССР Владимир Георгиевич Деканозов и начальник Следственной части по особо важным делам МВД СССР генерал-лейтенант Лев Емельянович Влодзимирский — то есть вместе с Берией первая семерка.
Под номером восемь в этом списке значился генерал-лейтенант Павел Анатольевич Судоплатов. Его арестовали в своем кабинете в пятницу 21 августа 1953 года. Особая инструкция в отношении него гласила: «Необходимо сохранение в секрете самого факта содержания номерных заключённых. Сохранение в секрете их имён, фамилий, прошлого». Судоплатова доставили в Бутырскую тюрьму. На первом допросе ему объявили, что, как доверенное лицо Берии, он обвиняется в активном участии в заговоре с целью захвата власти, в планировании терактов против руководителей государства, создании особой группы при наркоме внутренних дел для устранения неугодных Берии лиц.
Судоплатова ждал неминуемый расстрел — ведь главная его вина состояла в том, что он слишком много знал о Хрущёве. Но помогла чекистская смекалка. Незаметно выбрасывая еду, он впал в состояние ступора — этому приёму его научил ещё Сергей Михайлович Шпигельглас. Но это было непросто — пришлось ещё выдержать болезненную спинномозговую пункцию. После того как врачи подтвердили его полную непригодность к допросам, Судоплатова поместили в Ленинградскую специальную психиатрическую больницу.
В один из дней 1954 года он обратил внимание на газету, в которую была обернута книга смотревшей за ним медсестры. В заметке говорилось о расстреле Берии и его соратников. Судоплатов понял, что нужно продолжать симуляцию своего состояния, тянуть время. Однажды книга медсестры оказалась обернута в старое письмо. Дальняя родственница писала, что «старика разоблачили на общем собрании колхозников». Судоплатов понял смысл «шифровки»: на ХХ съезде партии Хрущёв выступил с разоблачением «культа личности» Сталина.
Этот способ передачи информации придумала Эмма Карловна, супруга Павла Анатольевича, подполковник госбезопасности, старший преподаватель спецдисциплин в Центральной школе НКВД СССР. Она перевербовала медсестру и фактически спасла мужу жизнь. Вышел он только 21 августа 1968 года. В тюрьме он перенёс три инфаркта, ослеп на один глаз и получил инвалидность 2-й группы.