В середине февраля в отсутствие Орджоникидзе был произведен обыск на его квартире, а 17 февраля у него произошли два долгих разговора со Сталиным по телефону. Утверждают, что разговоры были бурными, но содержание их неизвестно. Зинаида Гавриловна вспоминала, что перебранка происходила по поводу написанного Орджоникидзе доклада. Вечером 17 февраля Орджоникидзе долго писал у себя в спальне, и, судя по словам Зинаиды Гавриловны, он продолжал работать над докладом. На другой день, в четверг, 1 8 февраля, он с утра продолжил работать у себя дома. В середине дня Орджоникидзе, страдавший от ряда хронических болезней, сказал, что плохо себя почувствовал, и прилег на кровать. Прибывший к Орджоникидзе его друг Г. Гвахария ждал его в столовой. Казалось, что Орджоникидзе заснул, но в 1 7. 30 в его спальне неожиданно раздался выстрел. Когда в комнату вбежала Зинаида Гавриловна, она увидела мужа лежавшим на ковре. Он был мертв. Выстрел был сделан в сердце. Зинаида Гавриловна позвонила Сталину на дачу, сказав ему: «Серго сделал, как Надя!» Через 30—40 минут Сталин приехал к ней вместе с другими руководителями страны.
Несмотря на некоторые разночтения, рассказ Зинаиды Гавриловны, как и воспоминания Г. Гвахария, которые привел в своей книге Р. Медведев, исключают довольно распространенную версию о том, что Орджоникидзе был застрелен тайным убийцей, который необъяснимым образом проник в его кремлевскую квартиру и исчез, не замеченный никем из находившихся там. В то же время невозможно сказать, когда Орджоникидзе принял окончательно решение о самоубийстве. Утром 18 февраля он, вплоть до того, как почувствовал себя плохо, писал доклад для пленума, а не предсмертную записку. Очевидно, именно по этой причине Орджоникидзе разрешили пропустить заседание Политбюро, которое как всегда проводилось по четвергам. Одновременный приезд на квартиру вместе со Сталиным видных руководителей страны позволяет предположить, что они либо проводили совещание на даче Сталина, либо находились на даче Сталина после какого-то совещания, на котором не присутствовал Орджоникидзе. Возможно, что приступ физического недомогания был вызван его острыми душевными переживаниями, которые не покидали его несколько дней, а роковой выстрел был совершен импульсивно в состоянии аффекта на фоне общего ухудшения физического и душевного здоровья.
Н.С. Хрущев безапелляционно объявил Сталина виновником гибели Орджоникидзе, но, судя по воспоминаниям Зинаиды Гавриловны, Сталин был потрясен неожиданным для него самоубийством. Она рассказывала, что Сталин и сопровождавшие его люди «прошли прямо в спальню… Ко мне подошел с утешением Ворошилов. «Что ты меня утешаешь, – сказала я Ворошилову, – если вы не смогли для партии его сберечь…» На меня посмотрел Сталин и позвал легким кивком головы. Встали друг против друга. Он весь осунулся, выглядел старым, жалким. Я спросила его: «Что же теперь людям скажем?» «У него не выдержало сердце», – ответил Сталин… Я поняла, что так напишут в газетах. И написали…»
На другой день в «Правде» и других газетах было опубликовано сообщение ЦК ВКП(б) о смерти Орджоникидзе и некролог, подписанный всеми членами советского руководства. Тут же была опубликована фотография, на которой изображен мертвый Орджоникидзе в окружении вдовы, Молотова, Ежова, Сталина, Жданова, Кагановича, Микояна, Ворошилова. Было объявлено, что Орджоникидзе умер от паралича сердца. Открытие пленума ЦК партии, назначенное на 19 февраля, было перенесено на 4 дня, а докладчиком о «вредительстве троцкистов в промышленности» вместо Г. К. Орджоникидзе стал его главный противник – В. М. Молотов.
Самоубийство Орджоникидзе явилось еще одним сильным потрясением для Сталина после гибели Надежды Аллилуевой и Сергея Кирова, и вновь он мог искать виновных в смерти близкого человека. Размышляя о самоубийстве жены, он винил тех, кто мог вольно или невольно подтолкнуть ее к роковому выстрелу, и в то же время осуждал ее за безрассудный шаг. Размышляя об убийстве Кирова, он обвинял прежде всего тех, кто подталкивал Николаева, но в то же время сокрушался по поводу беспечности Кирова, не принявшего решительных мер для своей безопасности. Теперь он мог задуматься о том, почему Орджоникидзе выбран смерть как единственный выход из альтернативы между бескомпромиссным осуждением противников Сталина и отказом от такого шага. Если Орджоникидзе предпочел застрелить себя, но не осудить врагов Сталина, то это означало, что он так решительно отказывался поверить в вину заговорщиков, что готов был это доказать своей смертью. Возможно, Сталин считал, что Орджоникидзе был настолько связан с заговорщиками, что готов был умереть, но не встать рядом со Сталиным в борьбе против них. Из этого мог следовать вывод и о том, что некоторые связи с противниками Сталина Орджоникидзе решил унести в могилу. Эти соображения могли заставлять Сталина размышлять о том, что же скрыл от него Орджоникидзе. Он не мог не прийти к выводу о том, что, если Орджоникидзе нашел выход из отчаянной для него альтернативы лишь в самоубийстве, то Другие люди, оказавшиеся в схожем положении, но не обладавшие его бескомпромиссным и импульсивным характером, могли лишь притвориться сторонниками Сталина, а на деле скрывать свои связи с заговорщиками.
Самоубийство Орджоникидзе могло заставить Сталина увидеть в заговорах, о которых шла речь на процессах в августе 1936 года и январе 1937 года и о которых поступали к нему предупреждения из Праги и Парижа, лишь отдельные проявления глубокого кризиса, поразившего партию. Он мог задуматься о том, что применявшиеся до сих пор чистки партии оказались бесполезными, а болезнь, поразившая партию, оказалась загнанной вглубь. Вряд ли содержание доклада Сталина на февральско-мартовском пленуме (1937) ЦК ВКП(б) «О недостатках партийной работы и мерах ликвидации троцкистских и иных двурушников» и его заключительного слова можно верно понять, не учитывая влияния на Сталина обстоятельств гибели Орджоникидзе. Свой доклад 3 марта 1937 года Сталин начале утверждения о том, что «вредительская и диверсионно-шпионская работа агентов иностранных государств, в числе которых довольно активную роль играли троцкисты, задела в той или иной степени все или почти все наши организации – как хозяйственные, так и административные и партийные», что они «проникли не только в низовые организации, но и на некоторые ответственные посты».
В то же время Сталин решительно осуждал попытки свести очищение партии к борьбе с бывшими активными троцкистами. В своем заключительном слове на февральско-мартовском пленуме ЦК Сталин предупреждал, что «среди наших ответственных товарищей имеется некоторое количество бывших троцкистов, которые давно уже отошли от троцкизма и ведут борьбу с троцкизмом не хуже, а лучше некоторых наших уважаемых товарищей, не имевших случая колебаться в сторону троцкизма. Было бы глупо опорочивать теперь этих товарищей». Иллюстрируя это положение в неопубликованной тогда части этой речи, И. В. Сталин напоминал о том, что троцкистами были Ф.Э. Дзержинский и нынешний член Политбюро А.А. Андреев. Отмечая же, что в 1927 году за троцкистов голосовал о 4 тысячи членов партии, и причисляя к ним тайных сторонников троцкизма, Сталин объявлял, что имелось «около 12 тысяч членов партии, сочувствовавших так или иначе троцкизму. Вот вам вся сила господ троцкистов. Добавьте к этому то обстоятельство, что многие из этого числа разочаровались в троцкизме и отошли от него, и вы получите представление о ничтожности троцкистских сил». Фактически Сталин ставил под сомнение сведения о десятках тысяч «троцкистов», о разоблачении которых в каждой области СССР докладывали Хрущев и другие партийные руководители.
Через три месяца, в июне 1937 года, он поставил под сомнение и правильность ведения борьбы исключительно против «классово чуждых элементов», проникших в партию: «Когда говорят о дворянах как о враждебном классе трудовому народу, имеют в виду класс, сословие, прослойку, но это не значит, что некоторые отдельные лица из дворян не могут служить рабочему классу. Ленин был дворянского происхождения… Энгельс был сын фабриканта – непролетарские элементы, как хотите. Сам Энгельс управлял своей фабрикой и кормил этим Маркса… Маркс был сын адвоката, не сын батрака и не сын рабочего… И наоборот. Серебряков был рабочий, а вы знаете, каким мерзавцем он оказался. Лившиц был рабочим, малограмотным рабочим, а оказался шпионом».