1936年8月19日第一次公审在莫斯科开庭。
这次公审中将要出庭的被告有16人，比原计划50人少了很多，而且其中假冒的就有5人，包括事先“加工”培训的奥利别尔格、赖因霍尔德和皮克尔三人。另外两名是弗里茨·达维德和别尔曼-尤林，他们曾被内务部作为秘密代表派往德国共产党。
选择合适的公审场所，是斯大林极为重视的问题。亚果达提出了几个方案，斯大林选中了苏维埃宫内的十月礼堂，这里总共只有350个座位。这次公审的听众全都是内务部的工作人员。他们的通行证只有半天的有效期，也就是说，听众是半天换一批人。他们一律穿便衣对号入座。只有内务部的头头才能穿军装出现在审判厅里。有不少中央委员和政府高官打电话给内务部索要旁听公审的通行证，均遭到拒绝。
这次公审的审判长是瓦西里·乌尔利赫，他曾在契卡反间谍处工作过。
为了防止被告人不守承诺临时变卦，审判组织者制定了一系列预防措施。在审判厅的各个角落，都布置有受过专门训练的内务部工作人员。只要危险症侯一出现，他们便会根据公诉人发出的信号，跳起来大喊大叫，压住被告人的声音。而审判长又将以“公众”的这种情绪为借口宣布休庭。再开庭时，“叛逆者”再也不会出现了。
预审的最后，由叶若夫对几个主要被告人：季诺维也夫、加米涅夫、叶夫多基莫夫、巴卡耶夫、穆拉奇科夫斯基和帖尔-瓦加尼扬等讲话。他以斯大林的名义再次向他们保证：只要他们在法庭上能遵守自己的“承诺”，答应他们的一切条件都会得到不折不扣的兑现。同时，他还禁止他们在法庭上宣传自己的政治主张，连暗示也不行。叶若夫最后警告说，政治局认为，所有被告人是一个被共同责任联在一起的整体，不管是谁，只要有一个人敢“背叛”，全体被告人都将承担有预谋的不认罪。
被告人对面左侧墙边的小桌后面，是国家公诉人维辛斯基。大厅最远的角落有一扇小门，从那儿出去，有几间小屋，其中一间是亚果达的“工作室”，他和几名助手通过专门安置的扬声器，监听被告们在法庭上的供诉。其他几间小屋是为被告人和卫兵准备的。在上午和下午休庭期间，公诉人就在这里会见被告人，向他们提出具体要求，重申诉讼规则。这里也是被告人休息和吃东西的地方。
在被告席上，有的人看上去红光满面，举止随便，而有的被告人不是无精打采，忧郁不安，就是放肆，嚣张，像是有神经病。明眼人一看就能分辨出，谁是真正的被告，谁是冒充的。
在冒牌被告人中，赖因霍尔德最惹人注目。他的脸上肤色健康，保养良好，他的西服质地考究，笔挺光鲜。他目不转睛地看着公诉人，仿佛只要对方稍有暗示，他就会立即给以协助。那个奥利别尔格挨着季诺维也夫和加米涅夫坐，不时偷看这两个“大人物”一眼，心情十分复杂。弗里茨·达维德和别尔曼-尤林始终在翻看手中的笔记本，显然是随时准备在公诉人召唤时履行自己的“义务”。只有皮克尔神情沮丧，忧心忡忡。
季诺维也夫显得身体虚弱，疲惫不堪。他面无血色，满脸浮肿，眼眶下鼓起两团肿泡的眼袋。他正在忍受哮喘病的折磨，不时张大嘴巴吸气。出庭第一天，他一坐下就摘下领带，解开衣服。季诺维也夫和加米涅夫感到奇怪，为什么听众席上看不见一个党和国家领导人，他对他们是很熟悉的。加米涅夫多年担任莫斯科市苏维埃主席，对莫斯科的著名人物几乎无一不知。他们两人都明白，在这个大厅里任何抗议声都不可能传出去。
审判长乌尔利赫宣布，被告人全部拒绝请律师，因此可以做自我辩护。其实，开庭之前，全体被告人都已被迫向内务部作了拒绝请律师辩护的保证。同时，他们还被迫答应在法庭上不为自己辩护。
在持续3天的“法庭调查”中，被告人叙述了他们密谋多年的恐怖行动计划。但是，无论公诉人还是被告人，都无法举例证明这一计划已付诸实施。当然，暗杀基洛夫一案除外。
人们很快发现，在这次斗争中基洛夫案件成了内务部手中的一张王牌。
国家公诉人没有举出任何能证明季诺维也夫、加米涅夫和其他老布尔什维克参与刺杀基洛夫的证据，然而被告们对这一罪行却个个供认不讳。只有斯米尔诺夫一个人在回答公诉人的提问时，敢揶揄维辛斯基。他说，在他看来，只有一点是没有疑问的，也就是说这一切指控都是假货。他不只一次地用辛辣的讽刺暗示，所谓阴谋的故事，都是彻头彻尾的捏造。他的话，弄得维辛斯基暴跳如雷。当然，对公诉人提出的每一个具体问题，斯米尔诺夫最后还是要让步的，但在让步之前，他总要先就整个罪名对公诉人刁难一番，让人们产生怀疑，然后才对具体问题无可奈何而又宽宏大量地说：“好吧，就算是那么回事吧？？”
难怪维辛斯基特别强调：“斯米尔诺夫最顽固不化，最执迷不悟。不错，他承认有罪，但态度是极为玩世不恭的。”
维辛斯基指控斯米尔诺夫是地下“联合总部”的领导人。当穆拉奇科夫斯基、德雷采尔、帖儿-瓦加尼扬站起来为这一指控作证时，斯米尔诺夫给他们的回答引得全场哗笑。当时，斯米尔诺夫转身面对穆拉奇科夫斯基和德雷采尔说道：“怎么，你们还需要个领袖？那好，就选我吧！”
维辛斯基对5个冒牌被告人的表现十分满意，他特别欣赏赖因霍尔德和皮克尔，并一再鼓动他们更加凶狠些。利令智昏的维辛斯基根本没有发现，赖因霍尔德由于太卖力，把被告人的角色演得太过火了。
的确，在整个审判过程中，赖因霍尔德都一直在给维辛斯基卖力。为了攻击其他被告人，他表现出了惊人的热情和超群的记忆力。无论哪个被告人，只要其陈述与预先规定的台词稍有出入，赖因霍尔德就会从椅子上猛地站起来纠正一番，好像他的同伴因为害怕而故意要向法庭隐瞒什么似的。甚至当公诉人在某一点上弄错了的时候，赖因霍尔德也会坐立不安，跃跃欲试地请求法庭允许他对维辛斯基的话“做一点补充”。而这时，维辛斯基也总是对这位被告人的补充洗耳恭听，面带微笑。
皮克尔则像个录音机，一字不改地重复着赖因霍尔德的每一句话。
8月22日是开庭的第4天。上午，被告们都把各自的“最后陈述”底稿交去审查。叶若夫把底稿中有关被告人同列宁的密切关系和他们的革命功绩的段落全部划掉。审判组织者们不愿意听到老布尔什维克们向法庭陈述他们那光荣的过去。所以在公开发表的起诉书和法院的判决书中职务一栏里，清一色“职员”，根本不提主要的几位被告人曾经是十月革命的领导成员，不提他们曾经参加过党和苏维埃国家的创建活动，甚至连他们过去在苏维埃政权中担任的正式职务也不提。
被告们在“最后陈述”时，为了自己的家庭和同志免遭内务部迫害，都不顾一切地甚至“超额”地完成侦讯机关强加给他们的“任务”，惟恐让内务部抓住一丁点儿借口作为其撕毁许诺的理由。他们时而把自己骂成丧尽天良的凶手、法西斯，时而高声为斯大林歌功颂德。
第一个站起来做“最后陈述”的是穆拉奇科夫斯基。可他竟然不顾多次的警告，一开始便讲自己的革命经历。他父亲和爷爷都是革命者，母亲也是投身革命的工人，蹲过沙皇的监狱，而他本人第一次被捕时，才13岁，罪名是散发革命传单。“但现在”穆拉奇科夫斯基苦笑着说，“站在你们面前的我，却是一个反革命！”
审判长与公诉人惊慌地交换了一下眼色，然后又紧张地盯着穆拉奇科夫斯基。维辛斯基甚至欠起身来，正准备发暗号。这暗号只要一发出，大厅里那些经过训练的“民众”就会大声起哄以便压倒穆拉奇科夫斯基的声音。可是穆拉奇科夫斯基自己却说不下去了。他流着绝望的泪水，一拳砸在被告席前的木栅栏上。肉体的疼痛使他清醒过来，他急忙解释说，他刚才之所以提到自己的革命过去，并不是想替自己开脱，而是要让在场的人都知道，不仅沙皇的将军、公爵和贵族会当反革命，而且像他这样出身无产阶级血统的工人，只要稍微偏离党的路线，也会成为反革命。
从此以后，穆拉奇科夫斯基就再也没有背离预先批准的“台词”了。他从各个角度痛骂托洛茨基，并承认中央严惩反对派的做法是十分正确的。
在结束自己的“最后陈述”时，穆拉奇科夫斯基竟出人意料地竭力狂喊：“我们没有及时听从斯大林的话，他才给了我们一个极好的教训！他对我们的斥责太好啦！”
其实，穆拉奇科夫斯基这样做，只是想以此向斯大林表示，纵然在这种情况下他也仍然希望得到对方的宽恕。他清楚地知道，斯大林非常喜欢这种恭维。穆拉奇科夫斯基一定是相信斯大林这一次会实践自己的诺言，不枪毙他，所以在“最后陈述”中，他没有公开请求宽大，相反，却用了这样一句结束语：“我的所作所为，背叛了党的事业，所以，作为叛徒，我活该被枪毙！”
加米涅夫在“最后陈述”中再次承认对他提出的全部指控。他不仅没为自己做任何辩护，反而向法庭证明，他不应该得到宽大。然而，当他讲完并坐下后，又突然站起来说道：“我还想给我的孩子讲几句？？我再没有其他机会对他们讲话了。我有两个儿子，一个是空军飞行员，一个是少先队员。在我临死之前，我想对他们说：无论我将得到什么判决，我现在都认为它是公正的。孩子们，请不要朝后看。要向前走。同苏联人民一块跟着斯大林向前走！”
说完，他一只手捂住眼睛，坐了下去。在场的所有人都无不为之动情，甚至连几位审判员的脸上，此时也失去了平常那石头般的冷漠。
轮到季诺维也夫做“最后陈述”了。人们很难相信，现在站在他们面前的，就是那个曾经多次在党代会和共产国际大会上使听众为之倾倒的天才演说家。他呼吸沉重，讲起话来既无自信，又无表情。他站立在那里，宣读着审讯人员为他拟好的稿子。季诺维也夫的最后陈述也没有为自己辩护。他的结束语明显带有斯大林式的推理：“我先是通过托洛茨基主义走向了法西斯主义。托洛茨基主义是法西斯主义的变种，而我的季诺维也夫主义，则是托洛茨基主义的变种？？”
8月24日凌晨，审判长乌尔利赫开始宣读判决书，最后宣布判处全部被告人极刑——“枪毙！”
熟悉政治案件审判程序的内务部工作人员们，都以为审判长接着会讲出这种场合惯有的公式化语言：“但是，考虑到被告人过去的功绩，本法庭认为可以不对他们适用死刑，并改死刑为？？”
可是这种老一套没有出现。人们当时都觉得十分震惊，但乌尔利赫已经把刚刚宣读过的那份判决书放进了自己的文件夹中。
按照苏联法律的规定，被判死刑的人有权在72小时内递交赦免申请书。一般来讲，在这一时限之内，即使赦免请求被驳回，也不能执行死刑。但这一次，内务部践踏了这一法律规定。8月25日上午，即宣判死刑仅仅一昼夜之后，莫斯科的报纸上就登出了官方通知：死刑判决已经执行。最终16名被告人还是全部被枪决，无一幸免。
