Пользуясь отсутствием Л.П. Берия, заговорщики окончательно оговорили план своих действий и реализовали его в конце июня 1953 г. на заседании Президиума ЦК. В ходе заседания по сигналу Г.М. Маленкова в зал вошли маршал Г.К. Жуков, генерал-полковники К.С. Москаленко, М.И. Неделин, П.Ф. Батицкий и другие старшие офицеры, которые произвели арест Л.П. Берия и вывезли его с территории Кремля в Лефортово, в штаб Московского округа ПВО, которым командовал генерал К.С. Москаленко.
Только через неделю после этих событий, 2―7 июля 1953 г. состоялся Пленум ЦК, на котором обсуждался вопрос «О преступных антипартийных и антигосударственных действиях Берия Л.П.». В ходе состоявшихся «прений» бывший всесильный глава спецслужб совершенно надуманно был обвинен в шпионаже, антисоветской деятельности, моральном разложении и других смертных грехах, и задним числом снят со всех своих государственных и партийных постов. Кроме того, на этом Пленуме ЦК из уст Г.М. Маленкова и Н.С. Хрущева впервые прозвучали критика культа личности И.В. Сталина и осуждение необоснованных репрессий, вина за которые целиком была возложена на Л.П. Берия, который одним махом был превращен в символ этих репрессий. Тогда же на него было заведено и уголовное дело.
Вскоре по делу Л.П. Берия были арестованы ряд его ближайших соратников — министр Госконтроля СССР генерал армии В.Н. Меркулов, первый заместитель министра внутренних дел СССР генерал-полковник Б.З. Кобулов, начальник 3-го Управления МВД СССР генерал-полковник С.А. Гоглидзе, начальник Следственного управления МВД СССР генерал-лейтенант Л.Е. Влодзимирский, министр внутренних дел УССР генерал-лейтенант П.Я. Мешик и министр внутренних дел ГССР генерал-лейтенант В.Г. Деканозов.
Находясь в заключении, Л.П. Берия направил на имя своих бывших соратников три письма, в которых умолял их не допустить внесудебной расправы над ним и назначить специальную комиссию для тщательного рассмотрения его дела. Обращаясь лично к Г.М. Маленкову и Н.С. Хрущеву, он просил их «не губить своего невинного старого друга» и помочь ему. Эти письма не возымели никакого действия и остались без ответа. А в конце декабря 1953 г. под председательством маршала И.С. Конева состоялся судебный процесс, и по приговору Специального судебного присутствия Верховного суда СССР Л.П. Берия и все его подельники были расстреляны.
В настоящее время многие авторы (С. Берия, Ю. Мухин, С. Кремлев) ставят под сомнение официальную версию изложенных событий и утверждают, что никакого ареста и суда над Л.П. Берия не было, что все это сплошные инсценировки, а на самом деле Л.П. Берия был убит при попытке его ареста в своем особняке на Садово-Кудринской улице в Москве еще в июне 1953 г.