下山事件
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事件当時もっとも有力であった説である。捜査二課二係も、下山失踪の一報を聞くと、人員整理で下山と激しく対立していた労働組合の関与を疑って捜査開始している。また、事件当時副総裁で、下山死亡後に二代目の国鉄総裁となった加賀山は、国鉄労組からのリークで日本共産党の指令書のビラを見せてもらったと主張しているが、そのビラには①日本の革命は近い②革命の前提は人心不安にあるが、不安を起こすためには事件の続発が必要③事件はあくまでも自然発生的で人為的に見えてはならないと書いてあったという。加賀山は日本共産党のこの指令に基づいて実行されたのが下山事件、三鷹事件、松川事件だと考えていた。
この加賀山に労組の情報をリークしたと言われているのが、労働組合からの共産党の影響力排除を目的として活動を開始した民主化同盟のなかでも、もっとも武闘派と言われた独立青年同盟に属していた国鉄職員児玉直三であったとされる。児玉は京都帝国大学卒業後に鉄道省に入省し、戦時中には中国大陸で国民党政府との連絡役のようなことをしていたが、戦後に国鉄に復帰すると、下山や加賀山の命により国鉄労組の共産党系組合員の情報収集を行っていた。下山とも総裁室で何度も密談していたという。この児玉も「週刊新潮」の取材に対して「7月5日の夜に田端機関区の共産党系組合員が「下山は死んだ」と大騒ぎしていた」「下山の遺体が見つかったのは翌6日の未明であり、要するに共産党は事件が起きる前に下山が死ぬことを知っていた」と話し「とにかく下山は他殺だよ」と断言している。
国鉄労組副委員長の鈴木は、下山怪死の情報を知ると、これが国労の人員整理への反対闘争の障害になると直感し、「下山の死は、政府に弾圧の口実を与えるばかりで、闘争の手段としては拙劣この上ない戦術である。だからこの際、一刻も早くその死因を確かめる必要がある」と迅速な対応が必要と考えた。鈴木は国労の中央闘争委員会を招集すると、早速、下山怪死に対する緊急措置を決定した。その措置には「警察への積極的な協力」や「委員長談話の発表」の他に「全組員の黙祷」や「葬儀への参列」も含まれていた。そして、中央闘争委員会の議決の後にマスコミの取材に応じ、外遊中の委員長の加藤に代わって、鈴木が委員長代理として談話を読み上げた。
下山総裁の死はまことにお気の毒である。死因をめぐっては種々のうわさがとんでいるが、真相がはっきりするまでなんとも言えない。事態の重大な折柄、当局側の最高責任者が亡くなられたのはきわめて不幸である。組合側としては、いままで通り誠意をもって、事態を解決するようあらゆる努力を続けるつもりである。
鈴木は、国鉄労組内でも急進派であった自分が、もっとも下山殺害犯として警察から疑われていることを認識しており、自分にかかる疑いを晴らすためにも、真相の把握に奔走したが、徒労に終わっている。一方で、警察も鈴木の関与は確認できずに、特に鈴木が追及等を受けることもなかった。その後、鈴木は定員法の人員整理対象にはならなかったものの、下山事件に次いで発生した三鷹事件の責任を問われる形で国鉄を解雇された。国鉄を追われた鈴木であったが、事件から9年経過した1958年（昭和33年）9月に、わざわざ下山の未亡人の転居先を訪れて、下山の仏壇に手を合わせた。しかし、下山の未亡人は鈴木ら国労が事件に関与していると疑っていたのか、その応対は冷淡であり、鈴木は、下山の葬儀時に読み上げることができなかった弔辞を仏前で読み上げようと考えていたが、それを果たすことができなかった。
技術者からたたき上げの下山は国労内にも懇意にしている職員も多かった。下山が名古屋鉄道局時代に部下として働き、後に社会党の参議院議員となった国労中央執行副委員長菊川孝夫は、ある日下山とばったり会ったが、下山は嬉しそうに菊川の手を握ると「菊川やせたなぁ」と語り掛け、2人はしばし名古屋鉄道局時代の昔話に華を咲かせた。下山は親し気に「俺のところに遊びにこないか、肉でもつつきながら、旧交をあたためよう」と誘ってきたが、菊川は、国労の幹部が総裁と酒食を共にするのは憚られたので丁重にお断りしている。下山は残念そうに「そうか、そうだろうなぁ、ではまた機会があったなぁ」と語り2人は別れたが、これが最後の会話となった。菊川は下山に誘われたことを振り返って「わしは本当にうれしかった」と述べている。そのため、殆どの国労の組合員は、国労が下山を殺害するようなことはあり得ないと確信しており、マスコミが国労に下山殺害の容疑がかけられているなどと報道しているのを目にして「街はデマでいっぱいだ」と危機感を募らせていた。
事件への関与を疑われていた日本共産党は反論して、中央委員の伊井弥四郎が、加賀山が見たという共産党の司令書の存在を一笑に付して、同じく日本共産党員の国鉄組合員が共同謀議として起訴されながら、東京地裁判決では「共同謀議は空中楼閣」として組織の関与を否定された三鷹事件を例に出して、平気で空中楼閣をでっち上げると激しく批判している。そのうえで、これまでの日本共産党の方針であった下山事件の自殺説を覆し、共産党のテロだと言いふらして弾圧するために「アメリカと日本の反動勢力」が、労働者に親しまれる人物であった下山を殺害した。と1959年（昭和34年）のしんぶん赤旗で主張している。
労働組合の事件関与を疑っていた捜査二課二係は、当初から労働組合関係、共産党関係、朝鮮人関係などを捜査し、上記の田端機関区の不審な落書きや脅迫電話なども捜査したが、結局、事件に繋がるような有力な情報が出ることはなく、左翼団体等の捜査を断念し、血痕や「下山油」といった証拠の捜査に移行することとなっている。
犯行グループとしては、シベリア抑留の際にソビエト連邦から思想教育を強要された赤化日本人の引揚者で編成された「赤い引揚者」の関与も疑われている。「赤い引揚者」のなかの「引揚者血盟団」を称する組織が、事件の2日前に「吉田首相および閣僚、田中警視総監、下山国鉄総裁、加賀山副総裁を暗殺する」という脅迫状を首相官邸に送りつけている。
赤色テロが信じられた時代背景として、戦後の経済低迷とそれに次ぐドッジ不況による経済混乱があった。事件当時に東京芝浦電気（現・東芝）は業績不振により倒産の懸念すらあったが、人員整理を画策する経営側に対して労働者側は激しく反発し、のちに“東芝争議”とも呼ばれる深刻な労使間の対立があっていた。東芝の役員は、過激な組合交渉から逃れるために役員会を様々な会場を転々として開催している有り様であり、当時の社長であった“財界総理”こと石坂泰三は、そのような状況下で人員整理を断行しようと計画していたので、下山事件が発生した後に、真偽不明ながら、下山の次のターゲットは自分だったという話を聞いたという。石坂はその怪情報に臆することなく人員整理を断行して、東芝の再建を成し遂げたが、このように当時の世相として、企業再建のために人員整理を行おうとすれば、労働者から害される恐れを抱いていた経営者は多かったと言える。
ソビエト連邦の指示であったという説もある。韓国人李中煥が事件の3日前に韓国代表部を訪れ、下山の殺害計画が進んでいること、その計画は自殺に見せかけて殺害するというものであることをリークし、この情報を日本政府に知らせて事件を未然に防ぐように忠告して5万円もの謝礼を請求したが、韓国の一等書記官は取り合わなかった。下山の遺体発見後、韓国代表部から情報提供を受けた東京地検は李に興味を示し、他の罪で逮捕されて小倉刑務所に収監されている李に対して、主任検事の布施自らが事情聴取し、以下のような証言を得た。
ソビエト大使館で暗号係をしているときに下山の暗殺計画を知った。
ソビエト本国から李に下山と接触するよう指示があった。
国鉄は左翼分子を追い出すことによって、共産党を攻撃しようとしておりその責任者（下山）に断固たる処置を取らねばいけない。
殺害方法は注射で呼吸を止めて、血を抜くことによる失血死とする。
捜査を混乱させるため、遺体は海に沈めるのではなく、鉄道を使用して轢断させる。
李は自分が三越で下山を誘い出し、そのあと4人が下山を拉致してソビエト大使館の3号館に監禁したこと、その3号館のなかの4畳半ぐらいの部屋のなかで下山を殺害したと、詳細な図面まで描いて証言した。しかし、かつての李の同僚が、李は頭の回転が速く、嘘をつくのが非常に得意であること、李がソビエト大使館に勤務した経験はないなどの証言を行い、李の証言の信頼性が疑われて、ソビエト連邦関与説が深掘りされることはなかった。