Przebieg masakry Z dokumentów odnalezionych w sowieckich archiwach wynika, że stan osadzonych w stryjskim więzieniu na dzień 10 czerwca 1941 roku wynosił 916 osób. Prawdopodobnie liczba więźniów wzrosła po 22 czerwca, gdyż w związku z wybuchem wojny NKWD rozpoczęło masowe aresztowania prawdziwych i domniemanych wrogów władzy sowieckiej. Aresztowanych wówczas osób nie zdążono zarejestrować w więziennej ewidencji.
Po rozpoczęciu niemieckiej inwazji NKWD przeprowadziło częściową ewakuację więzienia. 2 lipca część osadzonych załadowano na samochody ciężarowe, odwieziono na dworzec kolejowy, załadowano do wagonów, a następnie wywieziono na wschód. Według oficjalnych raportów NKWD do Mołotowa na Uralu dotarło 337 więźniów ze Stryja.
Część więźniów politycznych Sowieci postanowili zamordować na miejscu. W pierwszym rzędzie przystąpiono do likwidacji osób, wobec których jeszcze przed wojną orzeczono wysokie wyroki. Okręgowa Komisja Badania Zbrodni przeciwko Narodowi Polskiemu w Łodzi, która w latach 90. XX wieku prowadziła śledztwo w sprawie tej masakry, ustaliła, że likwidację więźniów przeprowadzono w dniach 25–28 czerwca. Inne źródła podają natomiast, że apogeum akcji eksterminacyjnej przypadło na noc z 1 na 2 lipca.