7 марта 1937 года помощником начальника 3 отделения 4 отдела УГБ НКВД УССР лейтенантом госбезопасности Грозным было подписано обвинительное заключение по делу № 123 по обвинению Либерберга И.И. в преступлениях, предусмотренных ст. ст. 54-8, 54–11 УК УССР, и утверждено начальником 4 отдела ГУГБ НКВД СССР комиссаром госбезопасности 3 ранга Курским и Прокурором СССР А. Вышинским.
Учитывая, что утверждение обвинительного заключения Прокурором СССР А. Вышинским могло произойти только в Москве, следует предположить, что незадолго до этого Либерберг был доставлен из Киева в столицу.
8 марта 1937 года состоялось подготовительное заседание Военной коллегии Верховного суда СССР под председательством армвоенюриста В.В. Ульриха, с участием членов Н.М. Рычкова и И.М. Зарянова, при секретаре А.А. Батнере. В деле имеется расписка подсудимого Либерберга И.И. в том, что им в этот же день в Москве получена копия обвинительного заключения о предании его суду Военной коллегии Верховного суда СССР. Участь его была предрешена, до расстрела оставались одни сутки, счёт пошёл на часы.
9 марта 1937 года состоялось закрытое судебное заседание Военной коллегии Верховного суда СССР в том же составе. Заседание длилось всего 10 минут. Согласно приговору, «Военная коллегия Верховного суда СССР приговорила Либерберга Иосифа Израилевича к высшей мере уголовного наказания — расстрелу с конфискацией всего лично ему принадлежащего имущества. Приговор окончательный, обжалованию не подлежит и на основании Постановления ЦИК СССР от 1 декабря 1934 года подлежит немедленному исполнению». Вечером, 9 марта 1937 года, Иосифа Либерберга расстреляли.
Для того, чтобы политически уничтожить уже расстрелянного Либерберга и снятого с должности и изгнанного из партии Хавкина (бывший первый секретарь обкома ВКП(б), арестован в январе 1938 года), в журнале «Трибуна» — органе Центрального правления ОЗЕТа была опубликована разгромная статья М. Литвакова под названием «Что было разоблачено в Еврейской автономной области», который написал её из-за страха за свою собственную судьбу, так как был тесно связан с Либербергом. Но это не помогло М. Литвакову, он был также арестован и умер в тюрьме.
Вслед за И. Либербергом были арестованы и подверглись репрессиям тысячи жителей области, в том числе руководители органов власти, предприятий, простые труженики. Наша область уже не восстановится после репрессий в последующие годы. Её развитие было приостановлено, переселенческая работа перешла под контроль НКВД. Но ещё почти десять лет в документах областных органов власти можно было найти отголоски вопросов и проблем, поднятых И. Либербергом в первые годы образования Еврейской автономии.