Расчеты на Радека не оправдались - вслед за Троцким он встал в ряды «объединенной оппозиции», на протяжении почти трех лет являясь одним из ее главных публицистов и экспертов по международным вопросам. Одним из первых «троцкистов» Радек капитулировал перед Сталиным, став на долгие годы верным слугой диктатора, которого он превозносил как «зодчего социалистического общества» вплоть до своего ареста. Последняя статья Радека, появившаяся в «Известиях» 21 августа 1936 года, как раз и была посвящена разгрому «троцкистско-зиновьевской банды». Вряд ли Сталин мог найти более подходящую жертву для показательных судебных процессов, нежели Радек.
Прошедший через все уклоны и оппозиции, знакомый с интригами внутрипартийной кухни и в то же время лакейски рассчитывавший на благосклонность вождя, он мог оказаться весьма полезным режиму и в роли обвиняемого. А. Ваксберг так излагает легенду, уже много лет кочующую по страницам исторической публицистики: «Особенно усердно помогал прокурору Карл Радек. Вышинский часто захаживал к нему в тюремную камеру, и они вместе писали "сценарий" процесса, тексты ролей… На пару с Ульрихом Вышинский загодя писал и текст приговора, где его верному помощнику Радеку, как и всем остальным, была предусмотрена смертная казнь. Но Сталин решил повременить - получилось так, что за оказанные услуги Вышинский, а не кто-то другой, спас Радеку жизнь»
«Свой среди чужих, чужой среди своих», он в своих показаниях методично расширял круг шпионов и диверсантов среди бывших соратников вождя. Оказавшись в этом кругу, Бухарин так описывал Сталину свои впечатления об очной ставке: «И когда я смотрел на мутные блудливые глаза Радека, который со слезами лгал на меня, я видел всю эту извращенную достоевщину, глубину низин человеческой подлости, от которой я уже полумертв, тяжко раненный клеветой»
Немецкий писатель Л. Фейхтвангер, который присутствовал на втором показательном процессе в январе 1937 года и наряду со многими представителями левой интеллигенции Запада поверил казуистике сталинского правосудия, отметил, что его центральной фигурой для международного общественного мнения были не Пятаков и Сокольников, а Карл Радек. Именно он наряду с Лениным и Троцким олицетворял за рубежами СССР традиции героического периода большевистской революции, когда ее многие политические противники всерьез рассуждали о близости всемирной победы пролетариата.
Фейхтвангер оставил один из последних словесных портретов Ра-дека, верно ухвативший, несмотря на очевидную просталинскую предвзятость писателя, основные черты «последнего интернационалиста»: «Я не забуду ни как он там сидел в своем коричневом пиджаке, ни его безобразное худое лицо, обрамленное каштановой старомодной бородкой, ни как он поглядывал в публику, большая часть которой была ему знакома, или на других обвиняемых, часто усмехаясь, очень хладнокровный, зачастую намеренно иронический, ни как он при входе клал тому или иному из обвиняемых на плечо руку легким, нежным жестом, ни как он, выступая, немного позировал, слегка посмеиваясь над остальными обвиняемыми, показывая свое превосходство актера - надменный, скептический, ловкий, литературно образованный»
На следующий день после завершения процесса все мировые информационные агентства сообщили, что Радеку была сохранена жизнь. Когда его уводили из зала суда, он кивнул на прощание приговоренным к смерти, пожал плечами и улыбнулся. Через три года Радек был убит в одном из сталинских лагерей. Конкретные обстоятельства смерти, равно как и жизни, этого человека до сих пор покрыты тайной.