О том, что Сталин был готов прекратить дальнейшие репрессии, свидетельствовало его поведение на декабрьском пленуме ЦК. Выступая с докладом на этом пленуме Ежов в своем докладе привел сведения, которые должны были свидетельствовать о вине Бухарина и Рыкова. Он был поддержан Р. И. Эйхе и рядом других членов ЦК. Однако Сталин внес предложение продолжить проверку по делу Бухарина и Рыкова до следующего пленума.
Однако к тому времени в НКВД стали поступать сведения о наличии в стране разветвленного военно-политического заговора. Арестованный в июле 1936 года комдив Д. Шмидт стал давать показания против командующего Киевским военным округом И. Э. Якира. Когда Шмидта доставили в Москву, Ягода сообщил об этом участнику заговора Я. Гамарнику. Как подчеркивали в своей книге «Заговоры и борьба за власть» Р. Баландин и С. Миронов, «видимо этим сообщением Ягода хотел показать, что вынужден был арестовать человека из окружения Гамарника и Ягоды, ибо обстоятельства следствия вышли из его, Ягоды, контроля, и теперь этим делом занимаются Ежов и преданный ему Агранов».
В конце августа 1936 года один из обвиняемых на процессе Зиновьева, Каменева и других, И. И. Дрейцер, сообщил, что среди военных существует оппозиционная группа, в состав которой входят заместитель командующего Ленинградским военным округом комкор В. М. Примаков и военный атташе в Великобритании комкор В. К. Путна. Они, а также командующий Харьковским военным округом С. А. Туровский вскоре были арестованы. Вскоре все они стали давать показания, которые позволили узнать больше о заговоре и его участниках.
В конце 1936 года в Москву поступили сведения о заговоре военных также из Парижа. Это признавал Д. Волкогонов: «Вначале Ежов направил Сталину записку с материалами РОВСа (белоэмигрантской организации „Русский общевоинский союз“) из Парижа. В ней шла речь о том, что „в СССР группой высших командиров готовится государственный переворот… Утверждалось, что во главе заговора стоит маршал М. Н. Тухачевский. Сталин передал записку Орджоникидзе и Ворошилову с резолюцией: „Прошу ознакомиться“. Следов реакции его соратников на документе обнаружить не удалось“. Известно, что Тухачевский был заместителем Ворошилова, а Орджоникидзе был куратором военной промышленности.
В упомянутой выше книге Пауль Шмидт-Карелл изложил сведения, известные верхам нацистской Германии о заговоре военных и политических деятелей СССР, во главе которого стояли М. Н. Тухачевский и Я. Б. Гамарник. Опорой заговора являлась Дальневосточная армия, которой командовал В. К. Блюхер. Как утверждал Шмидт-Карелл, „с 1935 года Тухачевский создал своего рода революционный комитет в Хабаровске… В его состав входили высшее армейское начальство, но также и некоторые партийные функционеры, занимавшие высокие посты, такие как партийный руководитель на Северном Кавказе — Борис Шеболдаев“. Хотя Шмидт-Карелл не знал многих сторон заговора и состава его участников, он верно отметил его „военно-политический“ характер.
Как утверждал Пауль Шмидт-Карелл, когда в начале 1936 года Тухачевский, возглавлявший советскую делегацию на похоронах короля Георга V, по пути в Англию и обратно проезжал через Берлин, он имел встречи с „ведущими германскими генералами. Он хотел получить заверения в том, что Германия не воспользуется какими-либо возможными революционными событиями в Советском Союзе в качестве предлога для похода на Восток. Для него главным было создание российско-германского союза после свержения Сталина“.
В значительной степени это было обусловлено тем, что Тухачевский, как и другие заговорщики, опасался вооруженного столкновения с Германией. Свои опасения Тухачевский почти не скрывал. В своем выступлении на XVII съезде партии Тухачевский обращал внимание на проблемы, которые неизбежно встанут перед СССР по мере того, как придется перестраивать мирную промышленность на военный лад в случае войны. Он утверждал: „Сейчас весь капиталистический мир, все капиталистические страны на основе опыта империалистической войны стараются в мирное время проделать всю ту подготовительную работу, на которую они тратили так много времени во время войны, и сейчас мобилизационное развертывание промышленности произойдет в очень короткий срок“. Хотя Тухачевский выражал надежду на то, что „мы эту труднейшую задачу выполним и в случае войны сумеем выдвинуть такие гигантские технические ресурсы, которыми обломаем бока любой стране, сунувшейся против нас“, он обращал внимание на пока не преодоленные трудности в техническом перевооружении Вооруженных сил СССР. В заключение речи он говорил: „Без того, чтобы овладеть методами массового точного производства, невозможно, конечно, и самого этого массового производства“. Получалось, что в то время как во всем мире уже началось ускоренное техническое перевооружение армий, СССР еще к этому даже не приступил. Фактически Тухачевский соглашался с выводом Троцкого о невозможности победы СССР в грядущей войне против промышленно развитых государств мира.