ב-17 בספטמבר 1939 נכנס הצבא הסובייטי לפולין בעקבות ההסכם שנחתם בין הרייך השלישי לברית המועצות ב-23 באוגוסט 1939, הידוע כהסכם ריבנטרופ-מולוטוב, על שם החתומים. התוקפנות הסובייטית חתמה את נפילת הרפובליקה הפולנית השנייה. הצבא הפולני נלחם בקרבות עזים נגד גרמניה מ-1 בספטמבר 1939, אך לא הצליח להתנגד לכוחותיהם של שני הפולשים, גם בגלל היעדר כל עזרה אמיתית מצרפת ובריטניה. ב-28 בספטמבר, הרייך השלישי וברית המועצות חתמו על הסכם המסדיר את הגבול המשותף החדש. הצהרות נוספות במסמך זה קבעו: "שני הצדדים לא יסבלו כל תסיסה פולנית באזורים המשפיעים על השטחים של הצד השני. הם יקטעו כל תסיסה כזו בטריטוריה שלהם ויודיעו זה לזה על האמצעים שלהם לפעילות זו".

הסדרים אלה היו הקדמה להשמדה הגרמנית והסובייטית המשותפת של האליטה הפולנית. חיילים פולנים רבים נסוגו מהצבא הגרמני לשטחי מזרח פולין שנכבשו על ידי ברית המועצות. בנוסף, אלפי שוטרים פולנים עזבו את האזורים הכבושים על ידי הגרמנים וגם מצאו את דרכם למזרח. בסך הכל, למעלה מ-200 אלף חיילים וקצינים נלקחו בשבי וכן כמה אלפי שוטרים, סוהרים וחיילי חיל הגנת הגבולות (KOP).

השלטונות הסובייטיים הפרידו מיד בין הקצינים לשאר החיילים. הקצינים, שהיוו את האליטה האינטלקטואלית של פולין כולל עורכי דין, רופאים, מורים או פקידים, הופנו למחנות ייעודיים במיוחד בסטרוביאלסק, קוזיילסק ואוסטשקוב. שוטרים, סוהרים וחיילי ה-KOP נכלאו באוסטשקוב.

בסוף סתיו 1939 נחקרו כל שבויי המלחמה על ידי קציני שירות הביטחון הסובייטי – NKVD. התשאול נועד לבחון האם שבויי המלחמה יסכימו לשתף פעולה עם הסובייטים. הרוב המוחץ לא הסכים. אלה שהסכימו והתקבלו על ידי ה-NKVD, הועברו למחנות אחרים לצורך אינדוקטרינציה נוספת.

לשבויים שנותרו בקוזיילסק, סטרוביאלסק ואוסטשקוב הייתה ההזדמנות להתכתב עם משפחותיהם שנותרו תחת הכיבוש הגרמני. מכתבים מאסירים, לרוב גלויות, נשלחו לקרוביהם עד אביב 1940. מאוחר יותר אבד הקשר לחלוטין.

בתחילת מרץ 1940 ראש ה-NKVD, לברנטי בריה, כתב מכתב לדיקטטור הסובייטי יוזף סטלין:

"במחנות השבויים של ה-NKVD של ברית המועצות ובבתי הכלא במחוזות המערביים של אוקראינה ובלארוס, יש כיום מספר רב של קציני צבא פולין לשעבר, שוטרים ואינטליגנטים פולנים לשעבר, חברי מפלגות לאומניות, אנטי-מהפכניות. מפלגות, חברי ארגוני מורדים אנטי-מהפכניים חשופים, פליטים ואחרים. כולם אויבים חסרי בושה של המעצמה הסובייטית, מלאי שנאה למערכת הסובייטית".

בהמשך המכתב, ביקש בריה מסטלין להסכים לבחינת תיקים על ידי המכללה המיוחדת של ה-NKVD (בפועל מעין בית משפט) בהליך מיוחד, "עם עונש מוות בירי". משמעות ההליך המיוחד הייתה שאין צורך לזמן את העצורים ולהציג בפניהם את האישומים וכתב האישום וכן את ההחלטה לסיים את החקירה. כפי שהציע בריה, שלטונות המפלגה הקומוניסטית הסובייטית, בראשות יוזף סטלין, אישרו את הבקשה. על סמך החלטה זו, הורה ראש ה-NKVD על רצח שבויי מלחמה פולנים, תוך שהוא כותב בנאמנות על אופן השמדתם כ"פינוי" של מקום המאסר שלהם.

רצח שבויי המלחמה הפולנים החל ב-3 באפריל בהריגת שבויי מלחמה בקוזיילסק. יומיים לאחר מכן ננקטו אותן פעולות פליליות במחנות הנותרים בסטרוביאלסק ובאוסטשקוב. המבצע כולו תוכנן בקפידה. האסירים מקוזיילסק הועברו בקרונות רכבת צפופים לתחנת גנייז'דובו ליד סמולנסק, ומשם נדחקו באוטובוס כלא שלקח אותם ליער בקטין. שם נורו הפולנים בחלק האחורי של הראש. הפולנים שנרצחו נקברו בקברי אחים. הפשעים הללו מכונים טבח קטין.

אחד הקצינים הפולנים, רב סרן אדם סולסקי, הצליח לכתוב לפני הרצח:

"נלקחתי ליער איפשהו, כמו אתר נופש. סקירה מפורטת כאן. הם לקחו שעון, כיוונו ל-6:30 בבוקר, רובלים, חגורה, אולר. נשאלתי לגבי טבעת הנישואין שלי…".

בסך הכל נרצחו בקטין 4,400 פולנים עד 13 במאי 1940.

אסירים ממחנה סטרוביאלסק נרצחו במרתף בניין ה-NKVD בחרקוב ונקברו ליד הכפר פיאטיצ'טקי. אסירי אוסטשקוב נרצחו במרתף בניין ה-NKVD שנמצא בקלינין (היום טבר) ונקברו ליד הכפר מדנויה.

הדיכויים השפיעו גם על משפחות קורבנות הטבח בקטין, שחיו בשטחים שנכבשו על ידי ברית המועצות. בליל 12-13 באפריל 1940, בדיוק באותו זמן שבו קציני ה-NKVD רצחו שבויי מלחמה פולנים, גורשו קרוביהם לעומק ברית המועצות, בעיקר לקזחסטן של היום. בסך הכל, יותר מ-60 אלף איש נאלצו לעזוב את בתיהם, לפי נתוני ה-NKVD. ההחלטה לארגן את הגירוש התקבלה בתחילת מרץ 1940, בדיוק במקביל להחלטה לרצוח את שבויי המלחמה הפולנים.