Aresztowany w maju 1936 zastępca dowódcy Leningradzkiego Okręgu Wojskowego Witalij Primakow, obwiniony za rzekomy udział w działalności grupy trockistów, przesłuchiwany przez Nikołaja Jeżowa zeznał o działalności w Armii Czerwonej spisku na czele z Tuchaczewskim.
Od tego czasu NKWD rozpoczęło zbieranie materiałów na Tuchaczewskiego (w archiwalnych materiałach znaleziono zapiskę sekretarza organizacji partyjnej Zachodniego Okręgu Wojskowego z 1924 o niewłaściwym stosunku do komunistów. Na dokumencie była dekretacja Michaiła Frunzego „partia wierzyła Tuchaczewskiemu, wierzy i wierzyć będzie”). Oprócz tego znaleziono zeznania dwóch byłych carskich oficerów posądzonych o zdradę, którzy w czasie zeznań przed NKWD oświadczyli, że Tuchaczewski był inspiratorem ich antysowieckiej organizacji. Na kopiach protokołów Stalin napisał „...nie wykluczone” i skierował do Ordżonikidze.