Ubistva su se desila na više mjesta, ali taj događaj postao je poznat kao Masakr u Katinskoj šumi, jer su tamo masovne grobnice bile prve otkrivene. Šef NKVD-a Lavrentiys Beria, idejni tvorac ovog zlodjela,vjerovao je da će biti korisno ubiti sve zarobljene poljske oficire i ostale koji su sovjetskom okupacijom smatrani opasnim. Plan su tada odobrili Staljin i Politbiro Komunističke partije Sovjetskog Saveza. Ukupno je pogubljeno oko 22.000 ljudi, uključujući oko 8.000 zarobljenih vojnih oficira, 6.000 policajaca, a ostatak je pripadao poljskoj inteligenciji poput zvaničnika, vlasnika fabrika, pravnika, sveštenika, vlasnika zemljišta, umjetnika, naučnika i obavještajnih agenata.
Po saznanju o ovom zločinu, Poljska vlada u egzilu, sa sjedištem u Londonu zatražila je istragu od strane Međunarodnog komiteta Crvenog krsta. Kao odgovor, Sovjetski Savez je negirao odgovornost i tvrdio da su pogubljenja počinili njemački vojnici 1941. godine.
Zarobljenici su navodno zadržani i ispitivani u periodu od oktobra 1939. do februara 1940. godine. Većina zarobljenih vjerovala je da će uskoro biti pušteni na slobodu. Svako ispitivanje pokazalo se kao pitanje života i smrt. Veliki broj Poljaka, nakon ispitivanja, je proglašen za nacionalistu ili kontrarevolucionara. Sve osobe kome su nove sovjetske vlasti dodijelile takvu etiketu morale su biti pogubljene. Oni koji uspjeli izbjeći masakre u Katinskoj šumi, život su gubili na drugim lokacijama. Smatra se da su ubojstva počinjena upotrebom njemačkog oružja jer je ono bilo efikasnije, ali i da bi se kasnije Nijemci mogli okriviti za ovo zlodjelo, što je Sovjetski Savez uporno i činio do 1990. godine. Dokumenti koji su dokazivali sovjetsku krivnju bili su sakriveni u strogo tajnim arhivima Politbiroa i svaka je sovjetska vlada, sve do Gorbačova, odbijala priznati da takvi dokumenti postoje.
Ekshumacije grobnica doprinijele su dokazivanju ovog zločina. Međutim, nije se pokazalo mogućim identificirati sve skeletne ostatke u tri masovne grobnice, niti da se uspostave konačni spiskovi svih Poljaka koji u tom periodu nestali. Povrh toga, sva mjesta pokopa žrtava povezanih s masakrom 1940. godine u Ukrajini i Bjelorusiji još uvijek nisu otkrivena, dok imena ubijenih u Bjelorusiji ostaju još dijelom neutvrđena. Samo u mjestu Pyatykhatky (Ukrajina) pokopana su tijela oko 4300 poljskih oficira i činovnika. Velika većina nalogodavaca, oficira i osoba koje su vodeći izvršitelji masakra nisu više živi i nikada neće odgovarati za svoja zlodjela. Imena osoba koje su sudjelovale u čuvanju, transportu i sprovođenju žrtava do mjesta egzekucije nisu ostala zabilježena.
