Кемеровский процесс стал генеральной репетицией второго московского показательного процесса, который начался 23 января 1937 года. Почти половина обвиняемых — Г. Л. Пятаков, Н. И. Муралов,Я. Н. Дробнис, М С. Богуславский, А. А. Шестов, М. С. Стройлов и В. В. Арнольд были связаны с кемеровским процессом. Некоторые из них дали свидетельские показания. Двое членов суда также были ветеранами кемеровского процесса: В. В. Ульрих возглавлял Военную коллегию Верховного Суда, а Н. М. Рычков был членом «тройки», которая судила дело. Кроме того, вредительство в Кемерово считалось одной из трех составляющих плана заговора, основного пункта обвинения на январском процессе. Семнадцати обвиняемым был вынесен приговор за измену, шпионаж и вредительство, включая заместителя наркома тяжелой промышленности Г. Л. Пятакова, главного редактора газеты «Известия» и члена Конституционной Комиссии К. Б. Радека, заместителя наркома иностранных дел Г. Я. Сокольникова. Большинство обвиняемых являлись бывшими троцкистами, а некоторые из них, включая Пятакова, Радека, Муралова и Серебрякова были лично близки к Троцкому. Одни были арестованы задолго до взрыва в Кемерово, другие — вскоре после него.,[32]

На январском процессе в ходе судебного разбирательства речь шла о большом количестве заговоров, хронологизация оппозиционной деятельности, относящейся к концу 1920 годов, была весьма запутанной. Главным обвинителем выступал А. Я. Вышинский. Он предъявил подсудимым обвинение в создании «параллельного троцкистского центра» — в качестве запасного варианта на случай, если «троцкистско-зиновьевский центр» будет разоблачен. Движимые глубокой ненавистью к Сталину заговорщики намеревались причинить ущерб и распродать советскую промышленность, восстановить капитализм, расформировать колхозы и ослабить оборону страны. Обещая территориальные уступки Германии и Японии, они планировали захватить власть в случае, если СССР будет побежден в войне. Как во время августовского процесса 1936 года, так и на кемеровском процессе, версия государственного обвинения полностью базировалась на сведениях, полученных от подсудимых в ходе допросов. В основе дела о вредительстве лежала информация о деятельности трех, слабо связанных между собой групп заговорщиков, действовавших на железных дорогах, в добывающей и химической промышленности. Уголь, добытый в Кузбассе, доставлялся по железной дороге и отгружался на металлургические заводы, где он коксовался для производства азотных удобрений и других побочных продуктов химического производства. Обвиняемые были разделены на группы по отраслевому и региональному признакам: Муралов, Дробнис, Богуславский, Норкин, Шестов, Строилов и Арнольд — Западная Сибирь; Ратайчак и Пушин — химическая промышленность на Украине; Щербаков, Лившиц, Князев и Турок — южные железные дороги. Как и в кемеровском процессе, обвинение установило связь между бывшими троцкистами и руководителями предприятий, представив рабочих и солдат невинными жертвами. Вышинский рассказал об еще нескольких заговорах с целью убийства советских руководителей, но они служили лишь для приукрашивания основного пункта обвинения: связь с оппозицией, вредительство и шпионаж фашистов.

Все нити заговора вели к Пятакову — центральной фигуре судебного процесса. Активный член левой оппозиции в 1926-1927 годах, он был вскоре исключен из партийных рядов, затем отрекся от своих убеждений и восстановился в партии в 1928 году, тем самым будто подстрекая других троцкистов последовать его примеру. Партия, испытывая недостаток в преданных делу организаторах, назначала многих бывших оппозиционеров на руководящие посты в промышленности. Радек показал на допросе, что, несмотря на внешние проявления преданности, они продолжали испытывать серьезные сомнения в проводимой политике. Они поддерживали между собой тесные связи, принимали друг друга на работу и обменивались информацией о проблемах, существовавших в промышленности и сельском хозяйстве. Описанный им образ мыслей и действий бывших оппозиционеров казался весьма правдоподобным. Радек и другие подсудимые также признались, что продолжали контактировать с Троцким. Их свидетельские показания повторяли признания, сделанные на кемеровском процессе. Еще раз некоторые обвиняемые показали, что Пятаков и Шестов, член восточносибирского угольного треста, встречались с Седовым, сыном Троцкого во время своей командировки в Берлин в мае 1931 года. Седов якобы велел им возобновить борьбу против сталинского руководства путем терроризма и вредительства. Когда Шестов вернулся в Кузбасс, он вступил в контакт с инженерами по Шахтинскому делу, дал указание водителю Арнольду подготовить автомобильную аварию для Молотова, и начать вредительство на рудниках. А Пятаков якобы организовал фальшивую схему закупок с одной немецкой фирмой для переправки государственных средств Троцкому. Согласно выстроенному сюжету Шестов вернулся в Советский Союз в ноябре 1931 года с письмами от Троцкого Пятакову и Муралову, бывшими с ним в одной упряжке. Пятаков свидетельствовал, что в письме Троцкий инструктировал его, призывал использовать «любые средства» для устранения Сталина, объединения оппозиции и причинения вреда промышленности. Пятаков начал восстанавливать свои старые троцкистские связи, включая Лившица, управляющего железных дорог на Украине. Летом 1932 года Пятаков уехал за границу и снова встретился с Седовым в Берлине. Осенью он вернулся в Москву и встретился с Каменевым, который рассказал ему о создании им «троцкистско-зиновьевского центра». Каменев посоветовал Пятакову создать «параллельный центр». Осенью 1932 года Пятаков создал «параллельный центр», который начал активную вредительскую деятельность в добывающей и в химической промышленности. Радек присоединился к ним в ноябре.

Согласно тексту обвинения, заместитель наркома тяжелой промышленности Г. Л. Пятаков, занимая высокий пост, имел возможность ставить троцкистов на ключевые позиции в промышленности. Он назначил Дробниса заместителем начальника строительства в Кемерово и помог связаться ему с другими троцкистами, в том числе Шестова. Вышинский утверждал, что эта восточносибирская группа занималась вредительством на рудниках, тормозила темпы строительства коксовых заводов, способствовала тому, что «крупные объекты строительства оставались недостроенными», разбазаривала средства и плохо планировала расходы. Кемеровский уголь был низкого качества, из-за этого в районе произошли взрывы на электростанции. Из кемеровских коксовых печей выходил низкокачественный кокс, который отправлялся на уральские металлургические заводы. В то же время на Урале вредители строили жилые дома по направлению ветра от Центральноуральского медеплавильного завода — чтобы отравить рабочих. Они устраивали аварии на железных дорогах, нарушали движение грузовых поездов, отказывались увеличить нормы пробега товарных вагонов и двигателей и не использовали их на полную мощность, отправляя пустые товарные вагоны. Вышинский принуждал обвиняемых признаться, что они хотели смерти рабочих и намеревались их убить. Обвинение во вредительстве содержало полное и точное изложение проблем, существовавших в промышленности и на транспорте. Задерживались сроки строительства, происходили аварии на железных дорогах и взрывы на шахтах, нарушались графики железнодорожных грузоперевозок. Рабочие поселки были плохо спланированы. Происходило разбазаривание побочных продуктов химического производства. Однако эти проблемы являлись результатом использования новых незнакомых технологий, нехватки и текучести рабочей силы, отсутствия достаточного опыта у планировщиков и инженеров. Все это было неизбежным следствием быстрых темпов индустриализации.