Впрочем, Агранов особо и не стремился создать вокруг Николаева мощную террористическую сеть, связанную с Троцким и западным капиталом. Важнее было увязать убийство с зиновьевцами, а этот материал уже имелся в руках Агранова. Еще важно было провести следствие быстро и оперативно. Сталин спешит. На 28 декабря уже назначена выездная сессия Военной коллегии Верховного суда СССР. Перед началом слушаний председатель коллегии Ульрих встречается со Сталиным. Уточняются последние детали и меры наказания. Сталин в последнем вопросе был категоричен: всем 14 подсудимым высшая мера – расстрел. 28 декабря в 14 часов 20 минут открывается судебное заседание. Оно идет непрерывно до 6 часов 40 минут утра 29 декабря. До этого Николаеву обещали 3–4 года лагерей. Поэтому он вел себя спокойно. Когда же был оглашен приговор, Николаев воскликнул: «Обманули!» Как сообщают свидетели, он стукнулся головой о барьер и сказал: «Это жестоко. Неужели так? Не может быть… Обманули!» Многие из тринадцати участников «заговора» свое участие в нем стали отрицать. Ульрих так растерялся, что звонил даже Сталину, предлагая вернуть дело на доследование. Стоит учитывать, что это был один из первых процессов, где обвиняемые отказывались признать свою вину. Сказывалась скоротечность следствия и более мягкие по сравнению с последующими расследованиями методы следователей. Но Сталин, услышав от Ульриха это глупое предложение председателя суда, жестко сказал: «Какие еще доследования? Никаких доследований. Кончайте!»
Через час, то есть в 7 часов 40 минут, приговор был приведен в исполнение. Комендант Ленинградского управления НКВД, командовавший расстрелом, потом признался сослуживцам: «Я поднял Николаева за штаны и заплакал – так мне было жалко Кирова». 30 ноября 1990 года Пленум Верховного суда СССР приговор, вынесенный 29 декабря 1934 года в отношении тринадцати соучастников Николаева, признал незаконным и отменил его. Уголовное дело было прекращено за отсутствием состава преступления. Через 56 лет справедливость восторжествовала. Однако расстрельный приговор Николаеву Пленум оставил без изменений, хотя по сегодняшним меркам за убийство на почве ревности Леонида Васильевича вряд ли бы приговорили к высшей мере. Учитывая многие смягчающие обстоятельства, в том числе и незаконное увольнение, а также его раскаяние, он мог бы получить по нынешним законам от силы 5–6 лет тюрьмы.