В Харькове, как и в Калинине, польских офицеров расстреливали во внутренней тюрьме НКВД на улице Дзержинского, куда военнопленных доставляли «воронками» с железнодорожной станции. После идентификации личности военнопленному связывали руки за спиной и выводили в комнату, где выстрелом в затылок лишали его жизни. По мнению медицинских экспертов НКВД, в этом случае пуля проходит через позвоночный столб, вызывая спазм мышц и минимальное кровотечение. Тела расстрелянных с завязанными на головах шинелями вывозили на грузовиках в полночь и доставляли в 6-й район лесопарковой зоны Харькова, на территорию санатория НКВД, что в 1,5 км от села Пятихатки. Там их закапывали вблизи дач УНКВД, вперемешку с могилами советских граждан, расстрелянных теми же палачами ранее. Экзекуциями руководили как присланные из Москвы работники комендантского отдела АХУ НКВД СССР, так и начальник УНКВД по Харьковской области майор госбезопасности П.Е. Сафонов, его заместитель капитан ГБ П.Н. Тихонов и комендант УНКВД ст. лейтенант ГБ Т.Ф. Куприн. Они же, по всей видимости, руководили и расстрелом заключенных тюрем, доставленных в Харьков.
О последних часах жизни польских офицеров наиболее красноречиво свидетельствуют записи талантливого резчика по дереву 32-летнего поручика Вацлава Крука и майора Адама Сельского, найденные при эксгумации могил в Катыни.
В. Крук писал: «08. 04. Сегодня очередь дошла до меня. Утром я помылся в бане, постирал носки и платочки […] вообще […] до […] “с вещами”. После сдачи казенных вещей обыскали повторно в 19-м бараке, а оттуда через ворота вывели к машинам, на которых мы доехали до небольшой станции, но не до Козельска (Козельск отрезан половодьем). На этой станции под строгим конвоем нас погрузили в тюремные вагоны. В тюремном отсеке вагона, который я вижу впервые в жизни, нас 13 человек. Я еще не знаком с этими товарищами по плену. Теперь мы ждем отправки со станции. Если ранее я был настроен оптимистически, то теперь от этого путешествия не жду ничего хорошего. Хуже всего то, что […] не известно, сможем ли мы определить направление, в котором нас повезут. Терпеливо ждем. Едем в направлении Смоленска. Погода […] солнечная, но на полях еще много снега.
09. 04. Вторник. Ночь мы провели лучше, чем в давних вагонах для скота. Было немного больше места и не так ужасно трясло. Сегодня погода […] вполне зимняя. Сыплет снег, пасмурно. На полях снега, как в январе. Невозможно ориентироваться, в каком направлении движемся. Ночью ехали очень мало, сейчас проехали станцию Спас-Деменское. Такой станции на пути к Смоленску я не видел. Опасаюсь, что мы едем на север или северо-восток… Вчера утром дали порцию хлеба и сахара, а в вагоне – холодную кипяченую воду. Сейчас приближается полдень, но еды не дают. Обращение с нами […] также ординарное. Не разрешают ничего. Выйти в туалет можно лишь тогда, когда это вздумается конвоирам; ни просьбы, ни крики не помогают […]