与托洛茨基主义决裂”，因此在1930年5月被恢复联共（布）的党籍并在苏联重工业人民委员部里被委以职务。1933年1月14日，斯米尔诺夫因受到“反党集团”的牵连而被捕，并再度被开除党籍。4月14日，被判处五年劳动改造。尚在监禁期间，斯米尔诺夫就被送上第一次莫斯科审判的被告席，于1936年8月24日被判处死刑，翌日被执行枪决。1988年获得平反。