Органы НКВД воспользовались тем, что большинство арестованных участвовали в прошлом в зиновьевской оппозиции. Так, Котолынов, Шатский, Румянцев, Левин, Мясников, Мандельштам, Сосицкий, Ханик, Звездов, Антонов и Толмазов в 1926–1928 годах. были активными зиновьевцами, занимались антипартийной фракционной деятельностью. Котолынов, Румянцев и Толмазов в это время возглавляли оппозицию в ленинградской комсомольской организации.

Используя подобные факты, следствие добилось от арестованных признания в моральной и политической ответственности за террористический акт, совершенный Николаевым как якобы зиновьевцем. От некоторых арестованных были получены противоречивые показания о наличии в Ленинграде и Москве подпольных центров зиновьевской оппозиции.

21 декабря 1934 года по вопросам окончания следствия, организации и проведения судебного процесса Сталин принял наркома НКВД Ягоду, его заместителя Агранова, председателя Военной коллегии Верховного суда СССР В. В. Ульриха, Прокурора СССР И. А. Акулова и его заместителя А. Я. Вышинского. Тогда же Ягода и Агранов представили Сталину проект сообщения в печати о результатах следствия и передаче дела в Прокуратуру СССР для составления обвинительного заключения и направления в суд.

Сталин дважды правил текст проекта сообщения в печати. Вопреки материалам дела, Сталин возложил на центр главную роль в организации террористического акта, написав в сообщении, что убийство Кирова было совершено Николаевым по поручению подпольного террористического Ленинградского центра.

25 декабря 1934 года составленный в соответствии установками Сталина проект обвинительного заключения был представлен в ЦК и в тот же день утвержден Политбюро. Из 23 арестованных, перечисленных в проекте, Сталин отобрал для судебного процесса 14 человек: Л. В. Николаева, И. И. Котолынова, В. В. Румянцева, Н. Н. Шатского, Л. О. Ханика, С. О. Мандельштама, B. C. Левина, Н. П. Мясникова, Л. И. Соситского, А. И. Толмазова, И. Г. Юскина, Г. В. Соколова, В. И. Звездова, Н. С. Антонова.

Суд состоялся 29 декабря 1934 года. Дело рассматривалось с грубейшими нарушениями законности и в упрощенном порядке. Обвинительное заключение не оглашалось, ходатайства обвиняемых в части ознакомления их с материалами следствия и другие законные требования не рассматривались. Николаев допрашивался при отсутствии других подсудимых, ему задавались наводящие вопросы. Подсудимые специально готовились сотрудниками НКВД к тому, какие показания они должны давать в суде. Около Николаева постоянно находились сотрудники НКВД, имевшие отношение к следствию, которые поддерживали у него надежду, что ему будет определена мягкая мера наказания.

В тот же день суд объявил приговор по делу, согласно которому все обвиняемые были приговорены к расстрелу. Почти все они выслушали приговор подавленно, но спокойно. Николаев, по сообщению ряда очевидцев, вскрикнул, что его жестоко обманули, ругал следователя Дмитриева и ударился головой о барьер. Мандельштам негромко сказал: «Да здравствует Советская власть, да здравствует коммунистическая партия», – и пошел вместе с остальными обвиняемыми к выходу.

После смерти Сталина бывшие члены Военной коллегии Верховного суда СССР Матулевич, Горячев и секретарь судебного заседания Батнер, непосредственно участвовавшие в рассмотрении дела Ленинградского центра, показали, что приговор по этому делу был написан заранее в Москве.

В настоящее время совершенно ясно, что обоснованным является только обвинение Николаева в совершении террористического акта. Другие обвинения, выдвинутые против арестованных по делу Ленинградского центра, объективного подтверждения не нашли.

Необходимо отметить, что Сталин, постоянно осуществлял наблюдение за ходом следствия по делам Ленинградского и Московского центров. Он ежедневно получал копии протоколов допроса арестованных и отчеты о показаниях подсудимых в судебном заседании, заслушивал доклады Ежова, Агранова, Вышинского и других работников, проводивших следствие по делу. Согласовывал с ними тексты наиболее важных документов. Настойчиво требовал от органов НКВД выполнения его указаний.

Для непосредственного руководства следствием в Ленинграде Сталиным был оставлен Ежов, являвшийся в то время секретарем ЦК ВКП(б).

В это время Ежов становится экспертом по деятельности органов НКВД. 23 января 1935 года он сообщает Сталину свое мнение о недостатках в работе Ленинградской ЧК, полагая, что ими страдают другие территориальные органы НКВД и центральный аппарат. Представил Сталину ряд своих соображений по их устранению, просил согласовать вопрос о его выступлении на совещании уполномоченных НКВД с критикой недостатков работы ЧК на примере Ленинграда. По другим вопросам Ежов просил Сталина принять его лично.

В приложении к письму, в первой части, он говорил «о размерах агентуры и организации ее работы». Сообщал Сталину сложившийся порядок вербовки агентуры и недостатки в этой работе.

Во второй части утверждал, что никакого специального следственного аппарата в НКВД не имеется. Между розыском и следствием нет разграничения, что приводит к тому, что следователь создает много «дутых» дел. Предлагал разделить розыскную и следственную работу.

Наконец, в третьей части Ежов сообщает, что в процессе «чистки» вычистил 280 человек из оперативных отделов: из них 180 направил в лагеря (имеется в виду работать), а 100 человек счел возможным использовать не на чекистской работе, а на работе в милиции, ЗАГС, в пожарных частях и хозяйстве ЧК.

По мнению Ежова, оставшийся состав чекистов – это в большинстве случаев малокультурные люди, они не читают политической и экономической литературы. Никакого политического воспитания людей в духе преданности партии нет.

Сталин оценил рвение Ежова по делу Кирова, на февральском (1935 года) Пленуме ЦК ВКП(б) он избирается секретарем ЦК ВКП(б), а затем председателем Комиссии партийного контроля при ЦК ВКП(б). До этого назначения Ежов был членом ЦК, Оргбюро ЦК и заместителем председателя Комиссии партийного контроля при ЦК ВКП(б). С марта 1935 года в связи с распределением обязанностей секретарей ЦК ему было поручено заведование Отделом руководящих партийных органов.