28 lipca 1938 r. jego nazwisko znalazło się na sporządzonej przez Jeżowa liście 139 nazwisk oficerów oraz działaczy partyjnych i państwowych, którzy mieli zostać natychmiast rozstrzelani, wtedy jednak Stalin wykreślił Jegorowa – jako jedynego – z listy. Ostatecznie został 22 lutego 1939 r. skazany na śmierć przez Kolegium Wojskowe Sądu Najwyższego ZSRR z zarzutu o szpiegostwo, udział w organizacji kontrrewolucyjnej i przygotowaniu aktu terrorystycznego i następnego dnia stracony. Skremowany w krematorium na Cmentarzu Dońskim, pochowany anonimowo.

Zrehabilitowany po XX Zjeździe KPZR, postanowieniem Kolegium Wojskowego SN ZSRR 14 marca 1956

Wydał książkę o wojnie 1920 pt. Lwow – Warszawa 1920. Wzaimodiejstwie frontow (1929), w której dowodził, iż to nie jego decyzje przesądziły o klęsce Armii Czerwonej pod Warszawą i że odpowiedzialność za nią spada na Michaiła Tuchaczewskiego i Siergieja Kamieniewa. Opublikował także Razgrom Denikina 1919 (1931).

Jego druga żona Galina Cieszkowska została również aresztowana podczas wielkiej czystki i stracona jeszcze przed mężem, 28 sierpnia 1938 r. Nie represjonowano, prawdopodobnie z uwagi na uległą postawę ojca podczas śledztwa, jego starszej córki Tatiany.