A 2. világháború előestéjén, 1939. augusztus 23-án aláírt szovjet-német megnemtámadási szerződés, a Molotov-Ribbentrop-paktum titkos záradékában a két nagyhatalom felosztotta egymás között Közép- és Kelet-Európát, Lengyelországot a Narew-Visztula-San folyók vonalán "vágták félbe". Miután Németország 1939. szeptember 1-jén - a második világháborút kirobbantva - lerohanta Lengyelországot, szeptember 17-én a Vörös Hadsereg is támadásba lendült, hogy megszerezze a szovjet érdekszférába sorolt lengyel területeket. A szovjet és a német csapatok öt nappal később a kijelölt vonalon találkoztak. A szovjetek 250 ezer lengyel hadifoglyot ejtettek, közülük az együttműködésre nem hajlandó és fizikai munkára is alkalmatlannak minősített tiszteket a Belügyi Népbiztosság (NKVD) felügyeletével három különleges táborba hurcolták.

Lavrentyij Berija belügyi népbiztos 1940. március 5-én jegyzékben javasolta Sztálinnak, hogy rendelje el a szovjethatalom eme "megátalkodott ellenségei", szám szerint 14 700 hadifogoly és 11 ezer börtönben fogva tartott lengyel értelmiségi agyonlövését, mégpedig beidézésük, a vád ismertetése és nyomozás lefolytatása nélkül. Sztálin még aznap aláírta a dokumentumot, amelyet a kommunista párt politikai bizottsága azonnal, határozatban továbbított az NKVD-nak. A cél a lengyel értelmiség lefejezése volt, az áldozatok között a tisztek mellett több ezer orvos, ügyvéd, tanár, újságíró és pap volt.

Az NKVD március 14-én a likvidálás három fő helyszíneként a Szmolenszk melletti Katinyt (lengyelül Katyn), a Harkov melletti Pjatyihatkit és a Kalinyin (ma Tver) melletti Mednojét jelölte ki. Az április 3. és május 19. között konvojokban idehurcolt foglyok kezét hátrakötözték, közvetlen közelről tarkón lőtték, majd hatalmas tömegsírokban földelték el őket. Tömeges kivégzések Kijevben és Minszkben is voltak. A vérengzés áldozatainak pontos száma máig ismeretlen, a lengyel Nemzeti Emlékezet Intézete 21 768 áldozatot tart számon, köztük van a magyar Korompay Emánuel, a varsói egyetem lektora és a magyar családból származó, de már Lengyelországban született Oskar Rudolf Kuehnel is. A németek 1941. június 22-én megtámadták a Szovjetuniót, egy hónappal később Katyn is fennhatóságuk alá került. A tömegsírokat 1942-ben a helyi orosz lakosság útmutatása nyomán egy pályafenntartó vonat lengyel kényszermunkásai találták meg, a német hatóságok 1943. február 18-án kezdték el az exhumálásokat. Mintegy 400 holttest kihantolása után, 1943. április 13-án a berlini rádió kommünikében adott hírt a szovjetek által meggyilkolt lengyel katonatisztek tömegsírjairól. A Szovjetunió szövetségesei kétkedve fogadták a bejelentést, a brit és amerikai kormány hallgatott. Moszkva a németeket vádolta a mészárlással, a szovjet hatóságok a Nemzetközi Vöröskereszt bevonásával folyó vizsgálatba nem egyeztek bele.

A helyszínen végül a németek által felkért nemzetközi bizottság látott munkához, s a magyar Orsós Ferenc patológus által kidolgozott módszert alkalmazva megállapították, hogy a mészárlást 1940 áprilisában és májusában hajtották végre. Megkezdték az áldozatok azonosítását is, és négyezernél több holttestet temettek el. A területet 1943 augusztusában visszafoglaló szovjetek megsemmisítették a temetőt, egyben bizottságot is alakítottak a "fasiszta megszállók által végrehajtott" kivégzések kivizsgálására.

Ez a testület a gyilkosságok elkövetőjeként a Wehrmacht 537-es utászzászlóalját nevezte meg, és néhány koncepciós pert is kreáltak ennek "bizonyítására". 1959-ben megsemmisítették a meggyilkolt 21 857 lengyel tisztre vonatkozó dokumentumok nagy részét, csak összefoglaló jelentést őriztek meg, amelyet a Szovjetunió legfontosabb államtitkai közé soroltak. A Katynban történtekről a szocialista blokk országaiban nem beszéltek, ha a téma néha mégis szóba került, a hivatalos szovjet álláspontot ismételgették.

A Szovjetunió csak a kelet-európai rendszerváltások idején ismerte el hivatalosan felelősségét. Mihail Gorbacsov szovjet államfő jelképes módon 1990. április 13-án adta át a Moszkvában tárgyaló Wojciech Jaruzelski lengyel elnöknek az 1939-40-ben fogva tartott lengyelek névsorát tartalmazó dokumentumok másolatát. Ehhez időzítve a TASZSZ szovjet hírügynökség közleményben ismerte el, hogy a katyni gyilkosságokat az NKVD követte el. A Szovjetunió szétesése után az orosz parlament 2010-ben ismerte el, hogy a tömeggyilkosságokat Sztálin és más szovjet vezetők közvetlen utasítására hajtották végre.

Lengyelországban 1992-ben kerültek nyilvánosságra az ügy orosz levéltárakban őrzött, korábban államtitoknak minősített dokumentumai, a tragédiáról 2007-ben forgatott felkavaró filmet az apja halála miatt személyesen is érintett Andrzej Wajda. A lengyel parlament alsóháza, a szejm 2007. november 14-én a vérengzés nyilvánosságra hozatalának napját, április 13-át a katyni bűntény áldozatainak emléknapjává nyilvánította. Nemzetközi szakértők és a lengyel hivatalos szervek is azt szorgalmazzák, hogy az ügy el nem évülő, emberiesség elleni bűntettként, népirtásként kerüljön jogi lezárásra. Oroszország álláspontja szerint a katyni vérengzés bűncselekménynek minősül ugyan, de elévült, az orosz legfőbb katonai ügyész 2010-ben kijelentette: nem lát okot arra, hogy a megölteket a politikai megtorlások áldozatainak minősítsék és rehabilitálják.