1943年的一天，德国纳粹宣传部长突然宣布，德军在苏联斯摩梭斯克附近的卡廷森林发现一座万人冢，里面葬有成千上万具波兰军官的尸体。德国当局提出的调查报告宣称，这些波兰军官早在1940年德军占领斯摩棱斯克之前就被苏军杀掉后埋在该地，苏军用缴获的德军武器枪杀了这些军官，企图掩盖罪行并嫁祸于德国。
德国宣布发现卡廷森林万人冢消息过后两天，莫斯科电台说，德国的消息是“肮脏的臆想，无耻的捏造”。苏联新闻局发表一份公报称，波兰战俘曾在斯摩棱斯克以西地区服劳役，1941年夏天，苏联部队撤退后，这些人落入德军手中，被“德国法西斯凶残杀害”。
同一天，波兰政府请求国际红十字会调查卡廷案。波兰红十字会秘书长向波兰红十字理事会提供的一份关于卡廷之行的报告说：“从尸骨上找到的纸片判断，屠杀发生在1940年3～4月。”同一天，德国邀请国际红十字会派人前往卡廷调查。国际红十字会考虑到苏方的意见，拒绝了德波两国的请求。4月20日，伦敦波兰流亡政府又向苏联提出上述要求。4月21日，苏联官方媒体指责波兰政府向国际红十字会发出的呼吁是同希特勒携手合作，制造反苏言论。4月25日，苏联宣布与波兰断绝外交关系。国际红十字会调查委员会也因苏联反对而未能组成。
此后，由德国人倡议而建立的一个中立的国际委员会在卡廷森林进行了三天的调查，最后得出的结论是：“根据目击者的证词以及在死者身上发现的信件、笔记和报纸判断，行刑时间应在1940年3月和4月。”从而肯定了卡廷大屠杀系苏联所为。
1944年1月24日，苏联报纸发表了一份由名叫“确定与调查法西斯侵略者在卡廷森林枪杀波兰被俘军官情况的特别委员会”提出的报告。报告说，被俘的波兰军官们早在1940年春天就由苏联人把他们从科泽利斯克、旧别利斯克和奥斯塔什科夫撤出，送到斯摩棱斯克地区的三个“特别营地”。1940年至1941年期间，他们在那里从事施工和筑路工作。德国入侵时，这批战俘未能及时撤退，因此，在1941年7月落入德国人手中。德国人把他们一小批一小批地送到卡廷森林。在那里由一个号称“第537工程营”的特种部队处决了他们，尸体当时就都埋掉了。1942年冬天，由于军事形势发生了变化，德国人威胁当时的目击者伪造证词，同时挖坟盗墓，取走写有1941年春天以后日期的文件，并把一些新的材料放到尸骨上。1943年3月，德国人又从别处运来很多尸体，放入坟墓，以达到宣传和挑拨的目的。报告还说：据法医检验，枪决战俘用的是典型的德国方式，发生在1941年秋天，墓中有1.l万具尸骨。这一报告的结论成为苏联当局的正式解释，并为战后波兰政府所接受。
第二次世界大战结束以后，纽伦堡最后审讯时，曾根据苏联法官的要求，把卡廷屠杀事件写入起诉书中。美国人和英国人希望苏联人会放弃这项指控，因为苏联人虽然是大战的胜利者，但卡廷案件的审理只会引起人们对苏联虚伪做法的反感。苏联曾经通过《苏德互不侵犯条约》攫取了半个波兰。他们进攻芬兰，吞并爱沙尼亚、拉脱维亚和立陶宛，并且从罗马尼亚那里占领了比萨拉比亚。没有人否认苏联军队和人民遭到德国人残酷的迫害，但是完全没有必要把一项证据不足的指控放在德国人头上。苏联不顾美英劝阻，执意提出了苏联的第三十四号文件，即苏联特别委员会宣称纳粹分子在卡廷森林杀死一万一千多名波兰人的那份报告。审理此问题时，纳粹首领戈林和赫斯无聊地扯掉耳机，旁边有一位还咯咯直笑。西方律师们心里清楚，德国被告们对此问题的藐视不无道理——不论从哪个方面看，苏联人都更像是卡廷大屠杀的凶手。但是苏联人似乎要抓住机会把他们自己的一项战争罪行强加在纳粹分子身上。最终，苏联人的指控要求没有得到法庭的同意，此案也就不了了之。卡廷惨案至此成了历史之谜。