このころ、ソ連共産党政治局は「内部の怠慢」から空軍への疑念を強めており、その結果ルィチャゴフの他にも幹部数名が更迭されていた。さらに追い打ちをかけるように、5月にドイツ空軍輸送機の侵入を許したことは空軍および防空軍司令官らの粛清を決定づけた。ルィチャゴフと同じくスペイン内戦の英雄少将や中将、中将、沿バルト軍管区司令官上級大将、国防人民委員部防空局長グリゴリー・シュテルンらが次々と逮捕、ルィチャゴフもドイツ軍侵攻数日後の6月24日に逮捕され、レフ・ヴロジミルスキーからの拷問の末に対独協力を「自白」、妻の少佐とともに処刑された。享年30。