С конца 1948 года руководство БКП (Болгарской коммунистической партии), так называемые москвичи (партийные деятели, которые всю войну провели в Москве, подобно Ракоши из Венгрии и Готвальду из Чехословакии), — стало критиковать «ошибки и недостатки» Костова, в частности его «неподобающий отзыв о Советском Союзе», касающийся экономических вопросов. С согласия Димитрова, резко осудившего его в письме, отправленном из советского санатория 10 мая, Костов в июне 1949 года был арестован, несмотря на активную «самокритику». Такая же участь постигла многих его соратников.
Процесс против Трайчо Костова и девяти его товарищей начался в Софии 7 декабря 1949 года, приговор был вынесен 14 декабря: Костов приговаривался к смерти как «агент», работающий одновременно и на старорежимную болгарскую полицию, и на «предателя Тито», и на «западных империалистов»; четверо других партийных руководителей — Иван Стеланов, Никола Павлов, Никола Нечев и Иван Тутев — были осуждены на пожизненное заключение; из остальных обвиняемых трое были приговорены к пятнадцати годам лишения свободы, один — к двенадцати и один — к восьми. Два дня спустя просьба о помиловании была отклонена, и Трайчо Костов был повешен.
Софийский процесс занимает особое место в истории подобных разбирательств в эпоху коммунистических режимов: в ходе первых показаний перед судом Костов отказался от предыдущих своих признаний, вырванных во время следствия, и объявил себя невиновным. Лишенный впоследствии слова, он все-таки выразил свою позицию в последнем заявлении и назвал себя другом Советского Союза — ему, разумеется, не дали закончить речь. Такие «непредвиденные обстоятельства» давали постановщикам показательных процессов пищу для размышлений на будущее.
«Дело Костова» не завершилось в момент казни через повешение его главной жертвы. В августе 1950 года в Болгарии начался процесс над двенадцатью «сообщниками Костова» — чиновниками, занятыми в народном хозяйстве; следующий процесс — против двух «членов заговорщической банды Костова» — был развернут в апреле 1951 года, затем последовал третий — против двух членов Центрального комитета БКП. В рамках этого дела состоялись еще несколько процессов при закрытых дверях против офицеров армии и госбезопасности.
В Чехословакии в июне 1949 года партийные вожди были предупреждены: главные «заговорщики» скрываются в недрах самой КПЧ. Для их розыска, в частности для обнаружения «чехословацкого Райка», в Праге создается отряд особого назначения, в котором задействованы активисты аппарата Центрального комитета, политической полиции и Контрольной комиссии КПЧ. В 1949 году были арестованы третьестепенные коммунистические руководители. На этой первой волне репрессий против коммунистов режиму удалось устроить только одно «антититовское» судилище, прошедшее с 30 августа по 2 сентября 1950 года в столице Словакии Братиславе, — над шестнадцатью обвиняемыми, десять из которых — югославы. Возглавлял этот список Стефан Кевич, вице-консул Югославии в Братиславе. На этом процессе были приговорены к смерти двое словаков, один из них, Рудольф Лансанич, был казнен.
К концу 1949 года полицейская машина, усиленная стоящими у руля опытными сотрудниками, присланными из центральных московских спецслужб, вознамерилась во что бы то ни стало отыскать «чехословацкого Райка» и заработала на полную мощность. Главные «советские консультанты» не скрывали цели своей миссии. Один из них, Лихачев, раздраженный недостаточным усердием словацкого руководителя спецслужб, воскликнул: «Меня сюда послал устраивать процессы сам Сталин, и я не намерен терять время. Я приехал в Чехословакию не дискутировать, а снимать головы. Не позволю свернуть себе шею, предпочитаю свернуть сто пятьдесят чужих шей».
Кропотливый анализ и воссоздание исторической картины этих репрессий стали возможны с 1968 года благодаря тому, что историки получили доступ к скрытым прежде партийным и полицейским архивам, а после ноября 1989 года смогли углубить эти исследования.