Основное следствие по «делу Академии наук» проводилось в Ленинграде, но организаторы процесса имели целью представить «обнаруженную» монархическую организацию как разветвленную сеть. Так, ячейками контрреволюционного заговора были признаны отделения Центрального бюро краеведения, располагавшиеся по всей стране (а поездки краеведов были представлены как связующие цепочки между филиалами организации).

Вторым по значимости после Ленинграда «очагом» заговора была назначена Москва: 9 августа 1930 года здесь были арестованы М. К. Любавский, Д. Н. Егоров и Ю. В. Готье, 12 августа 1930 года — А. И. Яковлева, 21 августа 1930 года — С. В. Бахрушин. Их этапировали в Ленинград и присоединили к уже начатому процессу. Все вышеназванные, кроме А. И. Яковлева, были причислены к «Московскому центру» контрреволюционной организации. Позднее были арестованы Н. М. Дружинин, И. С. Макаров, И. И. Полосин (Иванов-Полосин), М. Н. Тихомиров и В. Черепнин, которых не этапировали в Ленинград и содержали в Бутырской тюрьме. Как следует из протоколов допросов и докладной записки ОГПУ по московскому процессу, утверждалось, что «Московский центр» создал кружки научных работников для систематической монархической пропаганды.

В качестве характерного примера такого кружка приводился исторический семинар, регулярно проходивший на квартире С. В. Бахрушина. Это было обычной практикой и принятой формой организации научной деятельности, существовавшей еще с дореволюционных времен. Многие из подследственных признавали, что посещали кружок историков, часто собиравшийся на квартире профессора Московского университета Бахрушина. Однако в интерпретации следствия эти собрания превратились в «нелегальный антисоветский и антимарксистский кружок молодых историков, которым руководил Бахрушин», который считал, что «научным работникам должна быть предоставлена свобода слова для защиты антимарксистской идеологии» (Ананьич Б. В., Панеях В. М. Следствие в Москве по «Академическому делу» 1929–1931 годов). Даже такая достаточно невинная, казалось бы, формулировка, разумеется, доказывала существование «контрреволюционного заговора».

Первая серия приговоров была вынесена в феврале 1931 года: несколько десятков человек получили от 3 до 10 лет лагерей. В мае была вынесена вторая серия приговоров, в том числе расстрельные (бывшим военным царской гвардии): В. Ф. Пузинскому, П. И. Зиссерману, П. А. Куприянову, Ю. А. Вержбицкому, А. С. Путилову. Большая группа арестованных была также отправлена в лагеря. В августе были вынесены приговоры главным обвиняемым. Многие были отправлены в ссылку: Платонов — в Самару, Тарле — в Алма-Ату, Любавский — в Уфу, Лихачев — в Астрахань, Рождественский — в Томск, Егоров — в Ташкент, Бахрушин — в Семипалатинск, другие получили от 3 до 5 лет лагерей. Как полагает Ф. Ф. Перченок, сравнительная мягкость приговоров самым известным обвиняемым и досрочное возвращение некоторых осужденных из ссылки впоследствии вводила в заблуждения будущих подследственных, сподвигая их сотрудничать со следствием (см.: Перченок Ф. Ф. «Дело Академии наук» // Природа. 1991. № 4).

«Дело Академии наук» привело как к дальнейшей усилению Академии и подавлению сопротивления внутри нее, так и к прекращению относительно свободных исторических и архивных исследований, разгрому местных краеведческих организаций.