В ходе допросов, проведенных в период с 18 по 30 апреля 1939 г., были обозначены основные направления «преступной деятельности» Ежова, а кроме того, названо большое количество лиц, причастных к ней: 18–20 апреля — 3 человека, 26 апреля — 36, 30 апреля — 66, всего — 105 человек. Большинство из них было к этому времени арестовано, многих успели уже расстрелять, но встречались и те, кого репрессии до сих пор не коснулись. Например, среди известных ему «военных заговорщиков» Ежов назвал фамилии заместителя наркома обороны СССР С. М. Буденного и начальника Генерального штаба Б. М. Шапошникова. Однако они не только не были арестованы, но сохранили и свои посты, и личное расположение вождя. Показаниям, полученным в застенках НКВД, Сталин, конечно, доверял, но только если они не противоречили его собственным представлениям о том или ином человеке.
После того, как общая схема обвинений в адрес Ежова была составлена, началось уточнение отдельных деталей. Так, на допросе 5 мая 1939 года Ежов рассказал о работе «заговорщиков» в Наркомате иностранных дел. Здесь как раз начиналась в это время масштабная чистка (после смещения руководителя внешнеполитического ведомства М. М. Литвинова), поэтому тема подрывной деятельности в Наркоминделе была в те дни особенно актуальной.
Ежов сообщил, что целью этой деятельности являлось создание условий для победы Германии и Японии в грядущей войне с СССР. В частности, предпринимались попытки поссорить главу китайского правительства Чан Кайши с советскими властями, что в конечном итоге должно было облегчить захват Японией советского Дальнего Востока.
В начале мая 1939 года от нескольких арестованных работников НКВД были получены показания о фабрикации по распоряжению Ежова истории с его так называемым ртутным отравлением. Допрошенный на эту тему Ежов подтвердил факт фальсификации и пояснил, что предпринятая акция преследовала цель еще больше поднять его авторитет в глазах руководства страны.
Допрос 17 мая 1939 г. был посвящен обстоятельствам смерти бывшего начальника Иностранного отдела ГУГБ НКВД А. А. Слуцкого. Ежов сообщил, что убийство Слуцкого было организовано по его указанию, и сделано это было из опасения, что Слуцкий, арест которого становился неизбежным, может на допросе выдать известные ему факты преступной деятельности заговорщиков.
К началу лета 1939 г. следствие пришло к выводу, что располагает уже достаточными данными для предъявления Ежову официального обвинения, и 10 июня старший следователь Следственной части НКВД СССР В. Т. Сергиенко подписал постановление о привлечении его к уголовной ответственности. В постановлении были обобщены результаты двухмесячной работы по изобличению Ежова и перечислены все его основные «преступления»:
В оставшиеся восемь месяцев следствия Ежову приходилось в основном давать показания на тех или иных лиц, якобы причастных к его заговорщицкой деятельности, или уточнять отдельные детали собственных «преступлений». Например, в ходе допроса 21 июня 1939 г. он «признался», что был завербован германской разведкой не в 1934 г., как утверждал ранее, а в 1930 г., когда в составе советской делегации ездил на сельскохозяйственную выставку в Кенигсберг. В ответ на вопрос, каким же образом немцы ухитрились его дважды завербовать (в 1930 г. и в 1934 г.), Ежов пояснил, что в 1930 г. он был завербован обычной (политической) разведкой, а в 1934 г. — военной, которая в дальнейшем нацеливала его на подготовку военного переворота в стране.
Что же касается показаний персонального характера, то для получения некоторых из них следствию, вероятно, пришлось возобновить практику допросов с пристрастием, иначе трудно понять, как, например, удалось добиться от Ежова признаний, компрометирующих его ближайших родственников. В частности, в ходе допроса 19 июня 1939 г. Ежов рассказал о беседах контрреволюционного содержания, которые он будто бы вел с племянниками Виктором и Анатолием, а также с мужем своей племянницы Михаилом Блиновым. Они якобы полностью соглашались с его антисоветскими взглядами, а Виктор разделял, по словам Ежова, даже и его террористические намерения, хотя никаких поручений такого рода он ему не давал.