По одной из предварительных наметок Сталина и Ежова подсудимых на процессе должно было быть 24 человека. Помимо тех, кто вошел в окончательный список, предать суду предполагалось еще пятерых бывших функционеров: председателя Комиссии советского контроля Н. К. Антипова, заведующего Сельскохозяйственным отделом ЦК ВКП (б) Я. А. Яковлева, первого секретаря Дальневосточного крайкома партии И. М. Варейкиса, первого секретаря Воронежского обкома М. Е. Михайлова и наркома внутренней торговли СССР И. Я. Вейцера. Несколько позже рассматривалась также кандидатура бывшего первого секретаря Крымского обкома партии Л. И. Лаврентьева. Однако, судя по тому, что приговор им был вынесен лишь несколько месяцев спустя, к моменту принятия окончательного решения о составе участников процесса их готовность сотрудничать со следствием вызывала определенные сомнения. Вместо них в список фигурантов будущего процесса включили бывшего советника полпредства СССР в Германии С. А. Бессонова, который должен был играть роль связника Троцкого, и доктора И. Н. Казакова, якобы умертвившего своего пациента — председателя ОГПУ В. Р. Менжинского.
Из отобранных для суда партийных и государственных деятелей, шестеро, по версии следствия, являлись шпионами иностранных разведок, а еще трое — бывшими агентами царской охранки (или, как их еще называли, провокаторами). Однако каким же образом на самые верхние этажи государственной власти удалось проникнуть такому количеству шпионов и провокаторов? Этот закономерный вопрос мог возникнуть не только у рядовых граждан, но и у многих чекистов, поэтому в преддверии процесса Ежов посчитал необходимым помочь товарищам по работе разобраться в сущности данного явления. Выступая 24 января 1938 года на совещании руководящего состава НКВД, он специально остановился на этом вопросе и дал такие разъяснения:
