Kliment Voroshilov
大粛清が始まっていた1937年8月、ブロンスタインはキエフの両親の家で逮捕され、レニングラードへ連行された。容疑は友人のレフ・ランダウとともにスターリンを批判する文章を書いたことである。翌1938年2月3日にスターリン、クリメント・ヴォロシーロフ、ヴャチェスラフ・モロトフ、ラーザリ・カガノーヴィチが承認・署名した"レニングラード地域"の囚人の処刑命令書にブロンスタインも含まれていた。彼は2月18日に有罪判決を受け、レニングラードの刑務所でその日のうちに処刑された。彼の妻は、通信の権利のない10年間の労働刑に処せられた、という虚偽の通告を当局から受け取ったが、翌1940年に処刑されたことを伝えられた。