Po ewakuacji Sowietów ze Stryja do więzienia wdarła się grupa polskich kolejarzy. Na terenie opustoszałego gmachu odnaleźli dziesiątki zwłok i ciężko rannego więźnia, któremu udało się przeżyć egzekucję. Na podstawie jego zeznań odtworzono przebieg wydarzeń. Ustalono, że enkawudziści pod pretekstem przygotowań do ewakuacji pojedynczo wywoływali więźniów z cel. Chcąc uśpić czujność ofiar, wydawali im nawet chleb, rzekomo na czas podróży. W rzeczywistości więźniów prowadzono do łaźni, gdzie byli mordowani strzałem w tył głowy lub uderzeniem pałki, której zwykle używano do uboju zwierząt. Na czas egzekucji uruchamiano silnik zaparkowanego przed więzieniem czołgu, chcąc w ten sposób zagłuszyć odgłosy strzałów i krzyki mordowanych.
Zwłoki ofiar wrzucano do studzienek kanalizacyjnych na dziedzińcu wewnętrznym, po czym zasypywano cukrem, ryżem lub innymi artykułami spożywczymi z likwidowanego magazynu więziennego. Pewną liczbę zwłok odnaleziono w zamurowanych celach. Na dziedzińcu odkryto w dodatku masowy grób, w którym znajdowało się kilka warstw zwłok posypanych wapnem. Część ofiar masakry Sowieci pogrzebali także poza terenem więzienia. Rozkładające się zwłoki odnaleziono w rowach kanalizacyjnych nieopodal siedziby NKWD przy ul. Fruchtmana.