В Москве начался судебный процесс над Зиновьевым и Каменевым, на котором они дали сфальсифицированные показания против Бухарина. Он немедленно вернулся в Москву и попытался попасть на прием к высшим лицам в государстве, но его никто не принял. Началась последняя охота на Бухарина. Это были мучительные месяцы для него самого и его молодой жены. Бухарин метался, как загнанный зверь, с каждым днем все острее осознавая приближающийся конец. Ему, так долго бывшему у руля партии и государства, не верилось, что его можно растоптать и выбросить, как это только что было сделано с Троцким, Зиновьевым, Каменевым. Больше всего он переживал за семью. Анне было всего 23 года, сын только что родился. Бухарин в тоске говорил: «Если бы я мог знать, что так будет, я бы не подошел к тебе на пушечный выстрел». Анна переживала за любимого мужа, недавно стоявшего так высоко, а теперь на пороге страшной гибели. Молодая женщина как могла поддерживала мужа в трудной психологической обстановке. Они, как это водилось тогда, оказались в полной изоляции: им никто не звонил, не приходил, Бухарина не соединяли по телефону с его бывшими сослуживцами — руководителями государства.
Предчувствуя скорый арест, написал письмо «Будущему поколению руководителей партии», которое его жена заучила наизусть. Благодаря ей, оно дошло до «будущего поколения». Это обращение она много лет ежедневно повторяла про себя — чтоб не забыть в нем ни слова. Надежду на оправдание при жизни он потерял и принял решение обратиться к потомкам: написать письмо будущему поколению руководителей партии — заявить о своей непричастности к преступлениям и просить о посмертном восстановлении в партии.
Ларина пишет: «Мне было 23 года, и Н.И. был убежден, что я доживу до такого времени, когда смогу передать это письмо в ЦК. Но, будучи уверен, что письмо его будет изъято при обыске, и опасаясь, что в случае обнаружения его я буду подвергнута репрессиям (что я буду репрессирована независимо от письма, Н.И. не предвидел), он просил меня выучить письмо наизусть, чтобы иметь возможность рукописный текст уничтожить. Бухарин много раз шепотом читал мне свое письмо, а я должна была вслед за ним повторять, затем сама перечитывать и тихо повторять вслух. Ах, как он негодовал, когда я допускала неточность. Наконец, убедившись, что письмо я запомнила твердо, рукописный текст уничтожил… Я обязана была исполнить волю Николая Ивановича — передать его письмо-обращение «Будущему поколению руководителей партии», которое бережно хранила моя память. Но тогда я очень смутно представляла возможность осуществления его последнего желания и от этого приходила в отчаяние».
Основной смысл запретного для современников письма состоял в стремлении Бухарина убедить будущих «переследователей» его дела в том, что он с 1930 года отказался от всякой политической борьбы со Сталиным. Бухарин ставил в вину Сталину лишь «болезненную подозрительность» и боялся «сказать больше», а именно то, что «адская машина» приводится в движение самим Сталиным. Не решался он и высказать уверенность в применении этой машиной «методов средневековья», то есть инквизиторских пыток. Понятно, что с таким идейным багажом Бухарин оказался беззащитным при завершении «партийного следствия» по его делу на пленуме ЦК.
Перед тем, как в последний раз выйти из квартиры, Бухарин на коленях просил прощения у жены, понимая, какой конец его ожидает. Он был настолько наивен, что не предполагал, что и ее не минует участь жены врага народа. Последнее, что Анна услышала от своего мужа перед его арестом 27 февраля 1937 года: не обозлись. Последнее, что он написал ей из тюрьмы 15 января 1938 года и что ей дали прочесть только через 54 года: «Распространяться сейчас о своих чувствах неуместно. Но ты и за этими строками увидишь, как безмерно-глубоко я тебя люблю. До свидания, дорогая. Твой Колька».
15 марта 1938 года Бухарин был расстрелян на полигоне «Коммунарка» Московской области, там же и похоронен.
Настала очередь Анны Лариной. Ее не казнили, но пережить весь кошмар расстрела все-таки заставили. Много лет спустя она рассказала, как двое с револьверами вывели ее из тюремного подвала и привели к оврагу, на краю которого она увидела несколько березок. Их белая кора была забрызгана кровью. Услышав за спиной крик «Назад!», она не сразу поняла, что расстрел был только мерой устрашения. Его заменили двадцатью годами заключения.
Жизнь Анны Лариной надломилась в 1937 году, когда ей было двадцать три года: «Нас нет больше в жизни, ни меня, ни сына, внушала я себе, мы погибли вместе с Николаем Ивановичем. И хотя я слышала биение своего собственного сердца, от меня осталась лишь загадочная тень, напоминавшая о прошлом и, увы, дававшая возможность мыслить».