苏联政府迅速否认了德国关于卡廷惨案的指控，声称1941年波兰战俘在斯摩棱斯克西部参与建设工作，并在同年8月被入侵的德军俘获并处决。面对波兰的要求，斯大林指责波兰政府与纳粹德国合作，随后断绝了与波兰的外交关系，并推动西方盟国承认亲苏的波兰爱国者联盟政府。1943年9月至10月，苏联红军重新夺回斯摩棱斯克后，内务人民委员部开始了掩盖行动，摧毁证据并威胁证人。苏联秘密警察植入虚假证据，将大屠杀时间伪造为德军控制该地区的1941年中期。 1944年1月，苏联特别国家委员会成立了由苏联医学科学院院长尼古拉·布尔登科领导的委员会，对事件进行调查，但委员会的结论早已预设，并将事件归咎于纳粹。同月，苏联邀请美英记者团体前往卡廷，尽管有争议，但苏联试图利用此事进行宣传。记者们对苏联的展示印象不深，未被说服。1945年12月28日至1946年1月4日，苏联在列宁格勒对七名德国国防军军人进行了军事审判。其中一名受审者阿诺·杜雷，被控在苏联村庄使用机枪杀害众多平民，并供认参与了卡廷埋葬（但非处决）15000至20000名波兰战俘。因此，他被免于执行死刑，改判15年苦役。但他后来撤回了自己的供词，声称是在审讯中遭受酷刑逼迫而认罪。
