Начиная с 1952 года «Дело врачей» разрабатывалось органами МГБ под руководством подполковника М. Д. Рюмина, написавшего в 1951 году донос Сталину о «сионистском заговоре» в органах госбезопасности. 29 октября 1952 г. Игнатьев доложил Сталину, что специалисты-медики подтвердили факт преступного лечения кремлёвских руководителей. Сталин немедленно дал санкцию на арест главных «заговорщиков». Сталин ежедневно читал протоколы допросов. Он требовал от МГБ максимальной разработки версии о сионистском характере заговора и о связях заговорщиков с английской и американской разведками через «Джойнт» (американская еврейская благотворительная организация). Он угрожал новому министру госбезопасности С. Игнатьеву, что если тот «не вскроет террористов, американских агентов среди врачей», то он будет арестован, как его предшественник Абакумов: «Мы вас разгоним, как баранов». В октябре 1952 года Сталин давал указания применять к арестованным врачам меры физического воздействия (то есть пытки). 1 декабря 1952 года Сталин заявил (в записи члена Президиума ЦК В. А. Малышева): «Любой еврей-националист — это агент американской разведки. Евреи-националисты считают, что их нацию спасли США… Среди врачей много евреев-националистов». С 6 ноября 1952 г. по указанию Рюмина в камерах Лубянки ввели круглосуточное содержание узников в металлических наручниках. Причём, в дневное время руки заковывались за спиной, а в ночное — спереди. Однако заключённые упорствовали. Их доставили в Лефортовскую тюрьму и избили резиновыми палками (во Внутренней тюрьме на Лубянке ещё не было приспособленного для пыток помещения). 15 ноября 1952 г. Игнатьев доложил Сталину, что к Егорову, Виноградову и Василенко применены меры физического воздействия, для чего подобраны… два работника, могущие выполнять специальные задания (применять физические наказания) в отношении особо важных и опасных преступников. Чтобы в дальнейшем не тратить время на транспортировку узников в Лефортово, в декабре 1952 г. начальник Внутренней тюрьмы А. Н. Миронов оборудовал пыточную в своём кабинете. 24 ноября 1952 г. первый заместитель министра госбезопасности С. А. Гоглидзе доложил Сталину: Собранными документальными доказательствами и признаниями арестованных установлено, что в ЛСУК действовала террористическая группа врачей — Егоров, Виноградов, Василенко, Майоров, Фёдоров, Ланг и еврейские националисты — Этингер, Коган, Карпай, стремившиеся при лечении сократить жизни руководителей Партии и Правительства. Тем не менее, Сталин продолжал оказывать давление на МГБ, требуя усиления «оперативно-следственной активности» по делу. В результате в январе начались новые аресты медиков.
В 1952 году расстрелом 13 известных еврейских общественных деятелей и репрессиями в отношении более 100 человек завершилось дело Еврейского антифашистского комитета. Среди жертв этого дела был главный врач больницы им. Боткина Б. А. Шимелиович. Ранее в СССР проходили процессы, в которых врачи обвинялись в умышленном убийстве пациентов, в частности Третий московский процесс (1938), где среди подсудимых были трое врачей (И. Н. Казаков, Л. Г. Левин и Д. Д. Плетнёв), обвинявшиеся в убийствах Горького и других.
