Между тем наступила и прошла весна. Следствие все тянулось, и за границу все поступали известия, что вот-вот будет назначено дело, которое должно окончиться легким сравнительно наказанием за нелегальный переход советской границы. Но 7 июня произошло в Варшаве убийство советского посла Войкова, участника екатеринбургского злодеяния, гимназистом Борисом Ковердой. А в ночь с 9 на 10 июня в СССР были расстреляны 20 человек, и в том числе Павел Дмитриевич, находившиеся в разных местах, между собой незнакомые и никакого отношения к варшавскому убийству не имевшие. Некоторые из них были арестованы по другим делам и долго сидели в тюрьмах. Другие, как, например, Б.А. Нарышкин, инвалид Великой войны, ходивший на костылях, сын бывшего сенатора и товарища министра земледелия, находились на воле и были арестованы непосредственно перед расстрелом. Вот список 19 расстрелянных вместе с братом: Эльвенгрен, Малевич-Малевский, Евреинов, Скальский, Попов, Щегловитов, Вишняков, Сусалин, Мураков, Павлович, Нарышкин, Попов-Каратов, Микулин, Лучев, Карапенко, Гуревич, Мазуренко, Анненков, Мещерский. Против каждой фамилии стояла «мотивировка» приговора. «Мотивировка», касающаяся Павла Дмитриевича, была следующая: «Долгоруков Павел, бывший князь и крупный помещик, член ЦК кадетской партии, который после разгрома белых эвакуировался с остатками врангелевской армии в Константинополь, где состоял членом врангелевской финансовой контрольной комиссии, затем переехал в Париж, где являлся заместителем председателя белогвардейского Национального комитета в Париже, принимал руководящее участие в зарубежных монархических организациях и их деятельности на территории СССР; в 1926 году нелегально пробрался через Румынию на территорию СССР с целью организации контрреволюционных, монархических и шпионских групп для подготовки иностранной интервенции».
Сообщение о приговоре заканчивалось следующей фразой: «Приговор приведен в исполнение.
Председатель ОГПУ
Так долго готовившийся суд над Павлом Дмитриевичем не состоялся, и «высшая мера наказания» применена по бессудному постановлению ОГПУ. Таким образом, обнадеживающее предсказание, якобы сделанное большевиком Рязановым, что дело, может быть, обойдется без суда, исполнилось, только не в лучшую сторону, а в худшую. В № 30 «Борьбы за Россию» от 18 июня 1927 года, почти целиком посвященном расстрелу 20, было напечатано: «Инициаторами расстрела, по данным московской рабочей группы, весьма осведомленной обо всем, что происходит в Кремле, являются Орджоникидзе, Уншлихт и растерявшийся Сталин. Часть членов коллегии ОГПУ вместе с Менжинским были против массового расстрела, и князь Долгоруков был включен последним в список подлежащих расстрелу после продолжительного совещания членов коллегии ОГПУ и Политбюро».
А в обнародованных списках его имя всюду поставлено было первым.
Тогда как известие об аресте брата проникло за границу лишь через несколько месяцев, сообщение о расстреле двадцати было немедленно же разнесено телеграфом по всему свету, хотя о большинстве бессудных расстрелов, как единоличных, так и групповых, большевики обыкновенно умалчивают. По-видимому, в данном случае имелось в виду не столько наказание или месть, сколько устрашение, предупреждающее террористические акты против большевистских агентов. Выбраны были, вероятно, более или менее заметные люди, расстрел которых мог произвести наибольшее впечатление в тех или других кругах. Неизвестно, были ли они раньше намечены в качестве заложников, но об этом ни им, ни кому-либо другому не было заранее объявлено. Таким образом, эта расправа не подходит даже под такое сомнительное юридическое понятие, как заложничество.
Согласно большинству частных и газетных сообщений, расстрел всех 20 лиц был произведен одновременно в Москве. Так как, безусловно, брат находился в заключении в Харькове, то, следовательно, надо предположить, что все намеченные жертвы были спешно привезены в Москву из разных мест и там вместе расстреляны. Сообщались и такие подробности, что «князь Долгоруков держался мужественно и ободрял других». Передавали, будто «кн. Долгоруков перед расстрелом потребовал, чтобы ему дали умыться, и красноармейцы хотя и исполнили его просьбу, но смеялись над ним, не зная, очевидно, что таков старинный русский обычай: по возможности прийти в могилу чистым. А в данном случае нельзя было думать о омовении тела после смерти».