Согласно сценарию следствия, «английский шпион» профессор М. Коган (1893–1951) завербовал проф. В. Виноградова в 1936 г., затем по «секретным приказам из Лондона» куратором В. Виноградова стал директор Клиники лечебного питания М. Певзнер (1872–1952). Его жена, Л. Певзнер, была арестована в начале 1953 г. и подвергнута зверским пыткам. Роль связного с английской разведкой, по версии следствия, выполнял профессор Л. Берлин, уже сидевший в то время в лагере. Руководителем заговорщиков по линии английской разведки был объявлен его родственник И. Берлин. Арестованного 11 ноября 1952 г. М. Вовси объявили «еврейским националистом... представителем сионистов, окопавшихся в советской медицине», и к тому же немецким агентом. Запуганный угрозами следователей («Мы тебя четвертуем, повесим, посадим на осиновый кол»), М. Вовси стал подтверждать все, что говорили следователи: что в 1947 г. Б. Шимелиович передал ему директиву Джойнта о развертывании масштабной акции по подрыву здоровья советских руководителей; что для этих целей была создана террористическая группа, которую возглавляли Б. Коган и Я. Темкин; что путем вредительского лечения была сокращена жизнь А. Жданова, А. Щербакова и руководителя Болгарии Г. Димитрова; что изгнанные из Кремлевской больницы врачи в июле 1952 г. якобы приняли решение направить все усилия на умерщвление И. Сталина, Л. Берии и Г. Маленкова, которого они считали главным вдохновителем антиеврейского курса в стране. Следователи даже заставили старых профессоров признаться, что они готовили нападения на правительственные машины.
Хотя И. Сталин был главным создателем сценария «дела врачей», постепенно он стал верить в то, что сам же придумал. Жертвами его все растущей подозрительности становились самые близкие к нему люди, в том числе начальник его личной охраны генерал Н. Власик, который был обвинен в том, что скрыл донос Л. Тимашук на кремлевских врачей (арестован 15 декабря 1952 г.). 1 декабря 1952 г. на заседании Бюро Президиума ЦК И. Сталин заявил, что В. Абакумов и Н. Власик скрыли важный документ, разоблачавший заговор по уничтожению А. Жданова. Запугивая членов Бюро, заявляя, что они все могли стать жертвами, И. Сталин заявил: «Вы слепцы, котята, что же будет без меня — погибнет страна, потому что вы не сможете разоблачить врагов». 4 декабря 1952 г. были приняты постановления ЦК «О вредительстве в лечебном деле» и «О положении в МГБ», которое требовало «решительно покончить с бесконтрольностью в деятельности органов министерства государственной безопасности».
9 января 1953 г. на расширенном заседании Бюро Президиума ЦК был утвержден проект сообщения ТАСС «Об аресте группы врачей-вредителей». По делу врачей в Москве было арестовано 37 врачей, из них 28 были евреями. Власти готовили новую широкую волну арестов. Следствие утверждало, что в учреждениях, где работали арестованные врачи, они возглавляли группы «еврейских буржуазных националистов». Такие группы были «выявлены» во 2-м Медицинском институте, Центральном институте усовершенствования врачей, Клинике лечебного питания и других местах.
Антисемитская кампания велась в прессе: газеты объявили Л. Тимашук, разоблачившую «убийц в белых халатах», национальной героиней. В опубликованной 20 февраля 1953 г. в газете «Правда» статье О. Чечеткиной «Почта Лидии Тимашук», в публиковавшихся в газетах подборках писем читателей Л. Тимашук и в других материалах нагнеталась агрессивность в отношении врачей-евреев, а нескрываемый антисемитизм порождал ненависть ко всем евреям. В журнале «Крокодил» (1953, № 3) в статье «Отравители» об арестованных врачах сообщалось: «Эти подонки человеческого общества, люди, сердца которых, по выражению Бальзака, обросли шерстью, использовали свое положение врача для убийств. Они выполняли директиву своих хозяев «об истреблении руководящих кадров СССР»... М. Вовси, Б. Коган, М. Коган... умели менять выражения своих глаз, придавать своим волчьим душам человеческое обличье, маскироваться и приспосабливаться, лгать и изворачиваться». Газеты буквально натравливали своих читателей на евреев подобными статьями: Н. Тягунов «Бдительность — острейшее оружие советских людей» («Знамя», №3, 1953); «Настойчиво воспитывать политическую бдительность» («Комсомольская правда», 21 февраля 1953 г.); П. Плотников, А. Липатов «Ротозеи — пособники врага» («Правда», 31 января 1953 г.) и другими материалами с разоблачением евреев — агентов западных спецслужб или просто проходимцев и тех руководителей, которые принимали их на работу. Злобным нападкам подвергалась деятельность еврейских организаций за границей, в первую очередь Джойнта. «Дело врачей» вызвало широкую волну преследований врачей-евреев по всей стране. В различных городах страны органы государственной безопасности фабриковали дела врачей. Так, в Харькове по делу профессора В. Когана-Ясного (1889–1958) было арестовано много врачей-евреев. В Челябинске были арестованы профессора И. Лившиц, Г. Благман, Г. Поллак, Р. Дымшиц и Бургедорф, обвиненные в том, что по заданию арестованных врачей в Москве они неправильным лечением ускорили смерть директора Магнитогорского металлургического комбината. В конце 1952 г. в Мозыре (Белоруссия) группа молодых врачей из Полесской окружной больницы направила донос в органы государственной безопасности, обвинив евреев-врачей больницы во главе с Э. Кенигсбергом, заведующим хирургическим отделением, в том, что они ставят опыты на пациентах-белорусах и доводят их до смерти, а правильно лечат только евреев. Было начато следствие, и только смерть И. Сталина спасла врачей от ареста. По всей стране врачи-евреи боялись ходить на работу, а пациенты боялись лечиться у них.
После сообщения ТАСС «О деле врачей» по всей стране во всех учреждениях устраивались собрания. Выступавшие рабочие, студенты, служащие, интеллигенты требовали ужесточения политики властей по отношению к евреям: «С ними [евреями] ничего не поделаешь, нужны какие-то более жесткие меры. Советская власть слишком мягка и гуманна, а это отродье прямо издевается и над властью, и над идеалами трудового человека... Когда же будет конец? И ведь все они — евреи... Этим предателям надо придумать самую страшную казнь» (из выступлений в НИИ Киева). Собравшиеся на митинг 15 января 1953 г. студенты и преподаватели Сталинградского механического института по предложению секретаря парткома института приняли решение послать И. Сталину письмо с просьбой выселить всех евреев с европейской территории СССР. По всей стране участились случаи избиения евреев, особенно в школах и институтах. Большое число евреев было арестовано по различным поводам.
В феврале 1953 г. за передачу в израильское посольство сведений об арестах и преследованиях евреев в Москве был арестован М. Каневский (1900–1991, в Израиле с 1968 г.), старый сионист, отбывший 10-летний срок заключения в 1938–48 гг. Приговоренный к смертной казни, которая была заменена 25 годами заключения, М. Каневский был освобожден лишь в 1960 г.