A második világháború előestéjén, 1939. augusztus 23-án aláírt szovjet-német megnemtámadási szerződés, a Molotov-Ribbentrop-paktum titkos záradéka felosztotta Közép- és Kelet-Európát, Lengyelországot a Narew-Visztula-San folyók vonalán "vágták félbe". Miután Németország 1939. szeptember 1-jén a háborút kirobbantva lerohanta Lengyelországot, szeptember 17-én a Vörös Hadsereg is támadásba lendült, 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 azon nyomban határozatban továbbított az NKVD-nak. A lengyel értelmiség lefejezését célzó intézkedés áldozatai között a tisztek mellett több ezer orvos, ügyvéd, tanár, újságíró és pap is 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 hátrakötötték, közvetlen közelről tarkón lőtték, majd hatalmas tömegsírokban földelték el őket. Tömeges kivégzések Kijevben és Minszkben is voltak. A vérengzés áldozatainak pontos száma ismeretlen, a lengyel Nemzeti Emlékezet Intézete 21 768 áldozatot tart számon, köztük a magyar Korompay Emánuelt, a varsói egyetem lektorát (jelképes nyughelyét 2022-ben avatták fel a varsói nemzeti panteonban) és a magyar családból származó, de már Lengyelországban született Oskar Rudolf Kuehnelt.
A németek 1941. június 22-én megtámadták a Szovjetuniót, egy hónappal később Katynt is elfoglalták. 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 németekkel élet-halál harcban álló Szovjetunió szövetségesei kétkedve fogadták a bejelentést, a brit és amerikai kormány hallgatott. A szovjet hatóságok a németeket vádolták a mészárlással, a Nemzetközi Vöröskereszt bevonásával folyó vizsgálatba nem egyeztek bele.
A helyszínen végül a németek által felkért nemzetközi bizottság látott munkához, és 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 eltemettek. 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 - szovjet papírok szerint - 21 857 lengyel tisztre vonatkozó dokumentumok zömét, csak az összefoglaló jelentést őrizték 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 ismételték.
A Szovjetunió csak a kelet-európai rendszerváltások idején ismerte el hivatalosan felelősségét. Mihail Gorbacsov szovjet államfő jelképes módon 1990. április 13-án adta át Moszkvában Wojciech Jaruzelski lengyel elnöknek az 1939-40-ben fogva tartott lengyelek névsorát tartalmazó dokumentumok másolatát, a TASZSZ szovjet hírügynökség pedig 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 utasítására hajtották végre.
Lengyelországban 1992-ben kerültek nyilvánosságra az orosz levéltárakban őrzött, korábban államtitoknak minősített dokumentumok, a mészárlásról 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. Az orosz álláspont 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. Az áldozatoknak számos emlékmű és a 2015-ben Varsóban megnyílt Katyni Múzeum állít emléket, a közép-európai fővárosok közül elsőként 2011-ben Budapesten, Óbudán avatták fel a katyni mártírok emlékművét.
