被重新接纳入党。1930年为最高经济委员会委员，主管全国化学工业，并再次被选为中央委员会委员。1933－1934年为苏联重工业副人民委员，1936年之前斯大林继续委任皮亚塔科夫作为工业行政官员，以利用其聪明才智。1936年斯大林将其逮捕。皮亚塔科夫同卡尔·拉狄克一道，是1937年1月第二次莫斯科审判的中心人物。他承认了各种反党和反苏维埃的活动，于1937年1月被处决。皮达可夫死后，1988年由苏联最高法院予以平反昭雪，撤销一切罪名。