兩天後，波蘭紅十字會應德國佔領當局的請求，派出一個由4名技術委員，1名總部代表．即波蘭紅十字會秘書長卡？斯臺爾仁斯基組成的5人調查團，前往蘇聯的德佔區斯摩稜斯克調查波蘭軍官墳墓。

當晚，德國當局提供了一份關於屠殺情況的報告，經過技術委員同當地居民進行幾周的調查，證實了這份報告中如下情節屬實：“當地鐵路工人、農民說，從1940年3月初到4月下旬，每天有2－3輛裝滿被捕的波蘭軍官的車廂偷偷地運到格涅日多夫站來，他們被汽車運往鐵絲網圍繞的區域……”

其中一位還證實說：“每天都能聽到許多喊聲和槍聲。”8月16日上午9點鐘，調查團到達卡廷，這裡距離公路只有幾米遠。在墳墓之間林中的曠地上，放著被法醫檢驗過的波蘭軍官的屍體。

斯卡爾仁斯基說，他仔細檢視了所有的屍體，他們的傷口無例外地是用轉輪手槍子彈打的，子彈打進後腦勺從前額出來。很顯然，傷口是同一性質的，射擊的是同—個方向，所有的射擊都是用手槍．所有的軍官都是近距離站著被打死的，部分屍體被緊緊地背綁著手，這可能是他們進行過自衛和反抗。

他們身著波軍軍服，佩戴著獎章、裝飾品、校級的標誌，褲子和鞋這些東西都尚完好。他還特別仔細地看了兩位將軍的屍體，他們被證實是斯莫拉文斯基將軍和博哈羅維奇將軍，這從他們的將軍級鑲條的標誌上可以看出。

從大量的死者日記中，人們發現了大屠殺的受害者之一索爾斯基少校被殺之前的一份記錄，記錄就在索爾斯基少校的屍體旁邊，這份記錄的時間是1940年4月9日。

日記裡寫到：“那天凌晨3時30分，一小分隊波蘭軍官被蘇軍從被關押的白俄羅斯的一個軍營科澤爾斯克帶到斯摩稜斯克，早晨5時前幾分鐘，我們被叫醒並被押上囚車，我們到了一個小樹林，看來那裡是一些別墅。在那裡，除了腰帶和鉛筆刀外，他們取走了我們的戒指和手錶，那時手錶的指標指向6時30分，他們會將我們怎麼樣？……。”大約幾分鐘之後，索爾斯基少校即遭槍殺。

從屠殺時起，在路兩旁所植的松樹生長的情況可以看出，屠殺是在1940年春天，植物學家也作出同樣的判斷。關於屍體的數目，斯卡爾仁斯基認為應為4000多人。

8月18日早晨，波蘭紅十字會秘書長卡？斯臺爾仁斯基口頭向紅十字會總部報告了卡廷之行，並做出結論：這是一次大規模的集體行刑；從屍體旁找到的紙張可以斷定，屠殺的時間是在1940年3—4月間，迄今為止，只能確定少部分被害者的姓名。

元首估計的不錯，柏林電臺播出三天後，蘇聯塔斯社發表宣告，強烈譴責德國人殺死了波蘭戰俘，然後轉嫁給蘇聯人。蘇聯電臺義憤填膺地說：“愛好和平的蘇聯人民，堅決反對德國法西斯匪徒在1941年秋犯下的屠殺波蘭戰俘的滔天罪行。”

蘇聯還把氣撒在流亡倫敦的波蘭政府身上，作為自封的正義化身，斯大林可沒空聽波蘭流亡政府的宣告。他本人早就有踢開這個政府，另立一個聽話的波蘭政府的打算。斯大林通知丘吉爾和羅斯福，他準備與西科爾斯基總理的波蘭流亡政府絕交，因為這個政權聽信法西斯的誹謗，居然質疑為了波蘭解放事業而流血的蘇聯。

卡廷悲歌，對於人類來說，是警示的鐘聲。世上就沒有不透風的牆，早在1942年波蘭軍官的屍體被挖出來前，流亡在倫敦的波蘭流亡政府就大概猜到了波蘭戰俘的命運了。對於自己的高階軍官，波蘭流亡政府的態度自然是極度關心的，波蘭流亡政府在倫敦剛剛坐穩，就不斷派人去蘇聯打探他們被俘軍官的訊息。不過，沉醉於坐山觀虎鬥中的蘇聯才沒空答理這些失敗者。

蘇德開戰了，波蘭成了蘇聯的同盟者