Πρωταγωνιστής της υπόθεσης ήταν ο Νίκος Μπελογιάννης, μέλος της Κ.Ε. του ΚΚΕ, ο οποίος είχε έρθει παράνομα στην Αθήνα τον Ιούνιο του 1950 και συνελήφθη τον Δεκέμβριο του 1950. Μετά από μερικούς μήνες, στις 22 Οκτωβρίου 1951, ξεκινούσε η δίκη του Μπελογιάννη και άλλων 93 συγκατηγορουμένων του για παράβαση του Α.Ν. 509/1947.

Εκείνη την περίοδο υπήρχε μεγάλη πίεση από τη διεθνή κοινή γνώμη που ζητούσε από την ελληνική κυβέρνηση την κατάργηση των έκτακτων στρατοδικείων, τα οποία εξακολουθούσαν να λειτουργούν δύο χρόνια μετά τη λήξη του εμφυλίου πολέμου. Αλλά και τα δύο κόμματα, ΕΠΕΚ και Κ.Φ., που κέρδισαν τις εκλογές, στη διάρκεια του προεκλογικού τους αγώνα είχαν υποσχεθεί ότι θα καταργήσουν τα έκτακτα στρατοδικεία. 

Οι ακροδεξιοί ανησυχούσαν για την εξέλιξη αυτή "Για τους υπερασπιστές των έκτακτων στρατοδικείων και κυρίως για τον ΙΔΕΑ, η λύση ήταν η ταχύτερη έναρξη της δίκης. Η δίκη του Μπελογιάννη και των άλλων 93 κατηγορούμενων αριστερών έπρεπε να αρχίσει πριν την ορκωμοσία της νέας κυβέρνησης και μάλιστα, η σύνθεση του στρατοδικείου θα έπρεπε να είναι κατάλληλη, προκειμένου να αντιταχθεί σε ενδεχόμενη κυβερνητική πίεση για διακοπή της δίκης. Πρόεδρος του δικαστηρίου ήταν ο αντισυνταγματάρχης της στρατιωτικής δικαιοσύνης Α. Σταυρόπουλος, ενώ μέλη του στρατοδικείου ήταν οι ταγματάρχες Ν.Κομιανός, Γ. Παπαδόπουλος (ο μετέπειτα δικτάτορας), ο οποίος ήταν και μέλος του ΙΔΕΑ) , Γ.Κοράκης και ο λοχαγός Θ. Κυριακόπουλος." 

Πράγματι, η κυβέρνηση Πλαστήρα εξέτασε το ενδεχόμενο να καταργήσει με νόμο τα έκτακτα στρατοδικεία. Όμως, σε σύσκεψη των αρμόδιων υπουργών, του εισαγγελέα του Αρείου Πάγου και των διευθυντών της στρατιωτικής δικαιοσύνης διαπιστώθηκε ότι δεν υπήρχε ο απαραίτητος χρόνος για να ρυθμιστεί νομοθετικά το ζήτημα πριν τελειώσει η δίκη και αποφασίστηκε να ζητήσουν από το ίδιο το στρατοδικείο να διακόψει τη δίκη. 

Στη συνάντηση, όμως, που πραγματοποιήθηκε ανάμεσα στον υπουργό Άμυνας, ναύαρχο Σακελλαρίου, και στον πρόεδρο του στρατοδικείου, συνταγματάρχη Σταυρόπουλου, ο τελευταίος απείλησε ότι θα αυτοκτονούσε εάν του ζητούσαν κάτι τέτοιο. Όπως αναφέρει ο Σ.Γρηγοριάδης, ο Σταυρόπουλος απαντώντας στον υπουργό Άμυνας είπε "Εφ'όσον είμαι Πρόεδρος του Στρατοδικείου δεν πρόκειται να διακόψω την δίκην. Αλλ' εάν σείς, κύριε Υπουργέ, με βεβαιώσετε ότι με την διακοπήν θα προκύψη εθνική ωφελιμότης, είμαι πρόθυμος να αυτοκτονήσω δια να σας δώσω την λύσιν που θέλετε..." 

Έτσι, η κυβέρνηση αναγκάστηκε να υποχωρήσει και στις 16 Νοεμβρίου η δίκη ολοκληρώθηκε με την καταδίκη του Μπελογιάννη και άλλων έντεκα συντρόφων του σε θάνατο. Στις 17 Νοεμβρίου, όμως, η κυβέρνηση Πλαστήρα παρενέβη, δηλώνοντας επίσημα ότι οι καταδικασμένοι σε θάνατο δεν θα εκτελεστούν. "Ο Μπελογιάννης και οι μετ'αυτού καταδικασθέντες σε θάνατο από το Έκτακτο Στρατοδικείο Αθηνών δεν πρόκειται να εκτελεσθούν. Απόφασις της κυβερνήσεως είναι ότι δι' αδικήματα διαπραχθέντα προ της 1ης Νοεμβρίου 1951, οπότε η παρούσα κυβέρνησις δεν ευρίσκετο εις την Αρχήν, αι τυχόν επιβαλλόμεναι θανατικαί ποιναί δια κομμουνιστικήν δράσιν θα υπήγοντο εις την ρύθμισιν, η οποία είχε συμφωνηθή δι'όλας τας μέχρι τούδε επιβληθείσας και μη εκτελεσθείσας θανατικάς καταδίκας"  

Παρόλα αυτά, η υπόθεση του Μπελογιάννη δεν τελείωσε εδώ, καθώς η Ασφάλεια εντόπισε στην Αθήνα δύο κρύπτες - μία στη Γλυφάδα και μία στην Καλλιθέα - που χρησιμοποιούσε ο παράνομος μηχανισμός του ΚΚΕ για να επικοινωνεί με την ηγεσία του στο εξωτερικό. Η ανακάλυψη των ασυρμάτων προκάλεσε νέες συλλήψεις στελεχών του ΚΚΕ, μεταξύ των οποίων και ο δικηγόρος-οικονομολόγος Δημήτρης Μπάτσης, από τα κορυφαία μυαλά του Κόμματος και συγγραφέας του έργου "Η Βαριά Βιομηχανία στην Ελλάδα".

Η αποκάλυψη της κρύπτης στο σπίτι της Καλλιθέας έγινε με πανηγυρικό τρόπο και προσκλήθηκαν Έλληνες και ξένοι δημοσιογράφοι. Μετά από λίγες ημέρες, τρίτο σπίτι με ασύρματο ανακαλυπτόταν στο Μπραχάμι και τον Ιανουάριο του 1952 παυόταν η εφημερίδα "Δημοκρατική" το δημοσιογραφικό όργανο της ΕΔΑ

Έτσι, ο Μπελογιάννης και άλλοι 29 συναγωνιστές του βρέθηκαν ξανά μπροστά στο στρατοδικείο, αυτή τη φορά, όμως, όχι με τον Α.Ν. 509/1947, αλλά με το Μεταξικό Νόμο 375/1936, κατηγορούμενοι για "πράξεις κατασκοπείας εις βάρος των ενόπλων δυνάμεων της χώρας και της εξωτερικής ασφαλείας του Κράτους, ήτοι δια παράβασιν του Νόμου 375 του 1936". 

Ο νόμος αυτός που τιμωρούσε τα εγκλήματα κατασκοπείας, είχε επαναφερθεί σε ισχύ από την 1η Ιανουαρίου 1951, ως απόρροια του ψυχροπολεμικού κλίματος που επικρατούσε στην Ελλάδα αλλά και σε ολόκληρο τον κόσμο, και απειλούσε με την ποινή του θανάτου οποιονδήποτε θα προμηθευόταν ή θα μετέδιδε στρατιωτικά ή άλλα μυστικά «επί σκοπώ κατασκοπείας», ακόμα και σε περίοδο ειρήνης .

Ο νόμος αυτός είχε καταργηθεί το 1941, τέθηκε ξανά σε ισχύ το 1945 αλλά δε χρησιμοποιήθηκε σχεδόν καθόλου στη διάρκεια του Εμφυλίου, καθώς την περίοδο εκείνη δεν υπήρχε ανάγκη προσχημάτων για θανατικές καταδίκες από έκτακτα και τακτικά στρατοδικεία. Ύστερα από πρόταση της κυβέρνησης Σ. Βενιζέλου η Βουλή ψήφισε τη διατήρηση του νόμου αυτού στις 31 Δεκεμβρίου 1950. 

Με το νόμο αυτό δικάστηκαν ο Μπελογιάννης και οι 29 συγκατηγορούμενοι του και την 1η Μαρτίου 1952 ο πρόεδρος του στρατοδικείου και μέλος του ΙΔΕΑ συνταγματάρχης Σίμος, ανακοίνωσε την απόφαση. Οκτώ από τους κατηγορούμενους καταδικάστηκαν σε θάνατο και τέσσερις από αυτούς, ανάμεσά τους και ο Μπελογιάννης, εκτελέστηκαν στις 30 Μαρτίου

Είναι χαρακτηριστικό ότι η εκτέλεσή τους έγινε ξημερώματα Κυριακής, ημέρα που δεν γίνονταν ποτέ εκτελέσεις καθώς θεωρούνταν ιερή ημέρα. Όπως σημειώνει η δημοσιογράφος Μαρία Ρεζάν, σύζυγος του Ανδρέα Ιωσήφ, υφυπουργού παρά τω πρωθυπουργώ της κυβέρνησης Πλαστήρα: "Tο ραδιόφωνο ήταν ανοιχτό και μετέδιδε ελαφριά μουσική. Και κάποια στιγμή διακόπηκε το πρόγραμμα και μεταδόθηκαν ειδήσεις. Με πρώτη πρώτη την εκτέλεση! Των παλικαριών! Τα χαράματα εκείνης της Κυριακής! …Χάσαμε και οι δυο το χρώμα μας. Αλλά αυτό που θυμάμαι ήταν ο άντρας μου, που έμοιαζε σαν να τον είχε χτυπήσει κεραυνός! Κι εδώ που τα λέμε, πώς να μην ήταν έτσι; Καθώς ακόμα και οι Γερμανοί επί Κατοχής την Κυριακή την είχαν σεβαστεί… Ενώ ήταν φανερό πως εδώ ο υπουργός Δημόσιας Τάξης, ο Ρέντης, είχε επισπεύσει τις εκτελέσεις για να μειώσει τις αντιδράσεις. Τις οίδε κατόπιν διαταγής ποιανού…" 

Αξίζει να σημειωθεί, επίσης, η διεθνής έκταση που είχε προσλάβει η δίκη. Όλος ο παγκόσμιος τύπος την παρακολουθούσε και η μορφή του Μπελογιάννη με το γαρίφαλο στο χέρι έγινε σύμβολο της παγκόσμιας Αριστεράς, ενώ ο Πικάσο σχεδίασε ένα σκίτσο με τη μορφή αυτή. Σε πολλές χώρες του εξωτερικού, μάλιστα, αναπτύχθηκε εκστρατεία με αίτημα την ακύρωση της θανατικής καταδίκης τους, η οποία όμως δεν πέτυχε το σκοπό της

Είναι αξιοσημείωτο, ότι αν και ο Πλαστήρας είχε ταχθεί εναντίον της συνέχισης των εκτελέσεων, δεν τήρησε την υπόσχεσή του και κατά την πρωθυπουργική του θητεία συγκατατέθηκε στην εκτέλεση.

Η ανακάλυψη των ασυρμάτων αναζωπύρωσε το εμφυλιοπολεμικό κλίμα, οδήγησε την κυβέρνηση Πλαστήρα σε αδιέξοδα και προκάλεσε τη διάσπαση της ηγεσίας της ΕΔΑ. Ταυτόχρονα, από το ΝΑΤΟ άρχισαν να κυκλοφορούν απόψεις για κομμουνιστική διείσδυση στην Ελλάδα και στην κυβέρνηση. Δημοσιογραφικές ανταποκρίσεις από την έδρα του ΝΑΤΟ αναφέρουν: "Αι αρμόδιαι υπηρεσίαι του Ατλαντικού Στρατηγείου έλαβον στοιχεία αποσταλέντα υπό της αμερικανικής αντικατασκοπείας της ελληνικής πρωτευούσης ότι ευρύτατοι πλόκαμοι της κατασκοπείας της Κόμινφορμ διακλαδούνται εις τα νευραλγικότερα κέντρα του ελληνικού παράγοντος" και "Κατά τους παρατηρητάς των ελληνικών πραγμάτων...η κυβέρνησις Πλαστήρα έχει ζωήν μηνών και αι νέαι εκλογαί είναι αναπόφευκτοι. Εις την χειροτέραν περίπτωσιν η κυβέρνησις θα περιέλθη υπό την επιρροήν των αριστεριζόντων και των συνοδοιπόρων, οι οποίοι έχουν εισχωρήσει εις την ΕΠΕΚ" 

Αλλά και ο Τύπος της Δεξιάς ήταν συντονισμένος στο ίδιο μήκος κύματος: "Αι αμερικανικαί υπηρεσίαι κατέχουν πλήθος στοιχείων αποδεικνυόντων ότι η αριστερά πτέρυξ της ΕΠΕΚ και τμήμα του Κόμματος Φιλελευθέρων έχουν διαβρωθή υπό των κομμουνιστικών πρακτόρων... Αι αρμόδιαι υπηρεσίαι του Ατλαντικού Στρατηγείου είναι αποφασισμέναι εν συνεργασία με την ελληνικήν Γενικήν Ασφάλειαν να συντρίψουν το κέντρον της κομινφορμικής κατασκοπείας εις την Ελλάδα έστω και αν πρόκειται να αποκαλύψουν τον ένοχον ρόλον προσώπων, τα οποία έχουν βαρυσήμαντον θέσιν εις την δημοσία ζωήν της χώρας"

Η κυβέρνηση Πλαστήρα, πανικόβλητη μπροστά στις "αποκαλύψεις", εμφάνιζε εικόνα αποσύνθεσης. Τις πρώτες κιόλας μέρες μετά τις εκτελέσεις, κινδύνεψε να πέσει, έπειτα από παραιτήσεις υπουργών. Ωστόσο, κατόρθωσε πρόσκαιρα να διασωθεί. Ήταν φανερό, όμως, ότι προετοιμαζόταν από τους Αμερικανούς το έδαφος για την έλευση του Παπάγου. Η υπόθεση Μπελογιάννη και η δίκη-σκευωρία των αεροπόρων συσπείρωσε τους "εθνικόφρονες" ενώ παράλληλα έστρεψαν προς τον Παπάγο και σημαντικό τμήμα του κεντρώου-φιλελεύθερου χώρου