Aresztowanie i śmierć 29 maja 1937 r. został aresztowany przez NKWD i 11 czerwca postawiony przed Sądowym Trybunałem Specjalnym Sądu Najwyższego ZSRR, pod przewodnictwem Wasilija Ulricha, razem z siedmioma innymi dowódcami: Michaiłem Tuchaczewskim, Ioną Jakirem, Robertem Ejdemanem, Augustem Korkiem, Witowtem Putną, Witalijem Primakowem oraz Borisem Feldmanem (tzw. sprawa Tuchaczewskiego). Z zarzutu o udział w spisku wojskowym w Armii Czerwonej i przygotowaniach do obalenia władzy sowieckiej poprzez powstanie zbrojne i klęskę ZSRR w przyszłej wojnie (z art. 58 radzieckiego kodeksu karnego) wszyscy zostali skazani na śmierć. Został rozstrzelany następnego dnia. Ciało skremowano w krematorium na Cmentarzu Dońskim, prochy pochowano anonimowo (ob. mogiła zbiorowa nr 1). Proces pokazowy wywarł ogromne wrażenie w całym ZSRR, gdyż straceni oficerowie należeli do czołowych dowódców Armii Czerwonej, najsłynniejszych czerwonych dowódców okresu wojny domowej. Był to początek wielkiej czystki w Armii Czerwonej.