Η σύλληψη του Μπελογιάννη είχε γίνει στις 20/12/1950, αλλά η Ασφάλεια τη δημοσιοποίησε στις 5/1/1951. Από τη σύλληψή του και για δέκα μήνες ο Μπελογιάννης κρατήθηκε στην απομόνωση. Καθ' όλη τη διάρκεια της κράτησής του στάθηκε ανυποχώρητος, απέρριψε όλες τις δελεαστικές προτάσεις που του έγιναν για να σώσει τη ζωή του και να εξασφαλίσει μια «λαμπρή καριέρα» στο σύστημα. Η πρώτη δίκη, στην οποία δικαζόταν μαζί με άλλους κομμουνιστές, άρχισε στο έκτακτο στρατοδικείο Αθηνών στις 19/10/1951 και ολοκληρώθηκε στις 16/11/1951, με την κατηγορία ότι παραβίασαν τον ΑΝ 509, τον νόμο δηλαδή με τον οποίο βγήκε και τυπικά παράνομο το ΚΚΕ τον Δεκέμβρη του 1947. Η δίκη λοιπόν ήταν πολιτική και οι κατηγορούμενοι δικάζονταν για τις ιδέες τους. Σ' αυτήν ο Μπελογιάννης και 11 ακόμα σύντροφοί του καταδικάστηκαν σε θάνατο.

Στην απολογία του ο Μπελογιάννης υπερασπίστηκε με σθένος την πολιτική και τη δράση του ΚΚΕ. Είπε ανάμεσα σε άλλα: «Είμαι μέλος της ΚΕ του ΚΚΕ και ακριβώς για την ιδιότητά μου αυτή δικάζομαι. (...) Στο πρόσωπό μου δικάζεται η πολιτική του ΚΚΕ. Αυτά που θα πω δεν έχουν σκοπό να αναιρέσουν την ενοχή μου, αλλά να υποστηρίξουν την πολιτική γραμμή του Κόμματος και να υπερασπίσουν τη ζωή μου και αυτά που πιστεύω. (...) Το ΚΚΕ έχει ρίζες στον λαό, ποτισμένες με αίμα. Και δεν εξοντώνεται, ούτε με στρατοδικεία, ούτε με εκτελεστικά αποσπάσματα. Το ΚΚΕ ζητάει την ειρήνευση του τόπου, τη δημιουργική ανασυγκρότησή του και τη δημοκρατική του ανάπλαση (...) Γι' αυτή μας την πολιτική με δικάζετε. Και γι' αυτό τα δικαστήριά σας είναι δικαστήρια σκοπιμότητας. Και γι' αυτό δεν ζητώ την επιείκειά σας. Θα δεχτώ με περηφάνια και στωικότητα την καταδίκη μου και θαρραλέα θα αντιμετωπίσω ακόμα και το εκτελεστικό σας απόσπασμα».

Μια μέρα πριν εκδοθεί η απόφαση του στρατοδικείου για τον Μπελογιάννη και τους άλλους 93 κατηγορούμενους, δημοσιεύτηκε στον Τύπο η ανακάλυψη από την Ασφάλεια ασυρμάτων του παράνομου κομματικού μηχανισμού που λειτουργούσαν στη Γλυφάδα και στην Καλλιθέα. Η εφημερίδα «Εμπρός», στη διαπασών του αντικομμουνισμού, έγραφε για «ευρύτατον δίκτυον κατασκοπείας εις βάρος της ασφάλειας του κράτους» και για «πράκτορες» του ΚΚΕ που μετέδιδαν «πληροφορίας κυρίως στρατιωτικής φύσεως εις Βουλγαρία».

Τα «στοιχεία» που συγκεντρώθηκαν από την ανακάλυψη των ασυρμάτων χρησιμοποιήθηκαν ώστε να μεθοδευτεί νέα δίκη, αυτήν τη φορά σε τακτικό στρατοδικείο, με βασική κατηγορία την παράβαση του ΑΝ 375/1936 «περί κατασκοπείας», που «εξασφάλιζε» την εκτέλεση των καταδικαζόμενων σε θάνατο.

Ετσι «ξεπεράστηκαν» τα εμπόδια της διεθνούς κατακραυγής εναντίον των εκτελέσεων, αλλά και η «δέσμευση» του πρωθυπουργού Ν. Πλαστήρα για την κατάργηση των έκτακτων στρατοδικείων και την παραπομπή των κατηγορούμενων ως παραβατών του ΑΝ 509/1947 στο Πενταμελές Εφετείο.

Το καθεστώς ήθελε «κατηγορίες» που να στοιχειοθετούν ότι οι κομμουνιστές παλεύουν για «ξένα» συμφέροντα, για να «φυτέψουν» στη συνείδηση του λαού την πεποίθηση ότι η κομμουνιστική ιδεολογία και πολιτική δράση επιδιώκουν την υπονόμευση των συμφερόντων της Ελλάδας, άρα και του λαού της. Πίστευαν πως μ' αυτήν την προπαγάνδα θα ξεριζώσουν το ΚΚΕ από τον νου και την καρδιά του λαού.

Η δεύτερη δίκη άρχισε στις 15 Φλεβάρη και τελείωσε την 1η Μάρτη του 1952. Ο Μπελογιάννης και άλλοι επτά σύντροφοί του καταδικάστηκαν σε θάνατο.

Για άλλη μια φορά ο Μπελογιάννης στάθηκε ακλόνητος, κατέρριψε όλες τις κατηγορίες, υπερασπίστηκε θαρραλέα και ηρωικά το Κόμμα του: «Κατατέθηκε εδώ πέρα ότι κάθε κομμουνιστής είναι κατάσκοπος, ότι οι κομμουνιστές δεν είναι Ελληνες, ότι το ΚΚΕ δεν είναι ελληνικό. Νομίζω ότι ο πατριωτισμός ενός κόμματος δεν κρίνεται απ' τα λόγια (...) ο πατριωτισμός ενός κόμματος, ή και ατόμων ακόμα, κρίνεται όταν κινδυνεύει η ανεξαρτησία, η ελευθερία και η ακεραιότητα της πατρίδας μας (...) Και αν θελήσει κανείς με τέτοια κριτήρια να κρίνει το ΚΚΕ, θα δει ότι δεν είναι κόμμα προδοτικό, αλλά αντίθετα είναι καθαρά ελληνικό και πατριωτικό (...) Εμείς πιστεύουμε στην πιο σωστή θεωρία που διανοήθηκαν τα πιο προοδευτικά μυαλά της ανθρωπότητας. Και η προσπάθειά μας, ο αγώνας μας, είναι να γίνει αυτή η θεωρία πραγματικότητα για την Ελλάδα και τον κόσμο ολόκληρο (...) Αγαπάμε την Ελλάδα και τον λαό της περισσότερο από τους κατηγόρους μας (...) Ακριβώς αγωνιζόμαστε για να ξημερώσουν στη χώρα μας καλύτερες μέρες, χωρίς πείνα και πόλεμο (...) και, όταν χρειαστεί, θυσιάζουμε και τη ζωή μας. Πιστεύω ότι δικάζοντάς μας σήμερα, δικάζετε τον αγώνα για την ειρήνη, δικάζετε την Ελλάδα».

Ο Μπελογιάννης και οι σύντροφοί του εκτελούνται στις 30 Μάρτη, παρά τις διεθνείς αντιδράσεις που εκφράστηκαν από εκατομμύρια εργαζομένων, συνδικάτων, επιστημονικών φορέων, κομμάτων αλλά και επιφανών προσωπικοτήτων όπως οι Πάμπλο Πικάσο, Πωλ Ελυάρ, Λουί Αραγκόν, Πάμπλο Νερούδα, Τσάρλι Τσάπλιν, Ναζίμ Χικμέτ κ.ά.

«Η περίπτωσή μου δεν είναι μοναδική. Είναι πολλές, πάρα πολλές», έγραφε ο ίδιος, με τη σεμνότητα που χαρακτηρίζει τους λαϊκούς αγωνιστές, τους κομμουνιστές.

O Νίκος Μπελογιάννης από τα μαθητικά του χρόνια εντάχθηκε στην ΟΚΝΕ, ενώ το 1934 έγινε μέλος του ΚΚΕ. Για την επαναστατική δράση του διώχτηκε από το Πανεπιστήμιο, ενώ ακολούθησαν εξορίες και φυλακές. Η Κατοχή τον βρήκε έγκλειστο στην Ακροναυπλία. Το 1943 όμως κατάφερε να αποδράσει από το Νοσοκομείο «Σωτηρία», όπου είχε μεταφερθεί άρρωστος, και ανέλαβε σειρά κομματικών χρεώσεων στην περιοχή της Πελοποννήσου. Στη διάρκεια του αγώνα του Δημοκρατικού Στρατού Ελλάδας (ΔΣΕ) τοποθετήθηκε Πολιτικός Επίτροπος στη 10η και στην 1η Μεραρχία, ενώ προηγουμένως είχε χρεωθεί στη Διαφώτιση του Γενικού Αρχηγείου, στη Σχολή Αξιωματικών κ.α. Μετά τη στρατιωτική ήττα του ΔΣΕ πήρε κι αυτός, όπως χιλιάδες άλλοι μαχητές του ΔΣΕ, τον δρόμο της πολιτικής προσφυγιάς, αρχικά στην Αλβανία και στη συνέχεια στη Ρουμανία. Στην 7η Ολομέλεια της Κεντρικής Επιτροπής του ΚΚΕ εξελέγη αναπληρωματικό μέλος της ΚΕ.

Στις νέες συνθήκες που δημιουργήθηκαν μετά τη λήξη της στρατιωτικής αναμέτρησης ΔΣΕ - αστικού στρατού, το ΚΚΕ προσανατολίστηκε από την πρώτη στιγμή στη συγκρότηση παράνομων Κομματικών Οργανώσεων, υλοποιώντας στην πράξη το καθήκον και την ανάγκη οργανωτικής αυτοτέλειας του Κόμματος σε όλες τις συνθήκες. Η παράνομη δράση σε συνθήκες ήττας και υποχώρησης του κινήματος, σκληρών διώξεων και εκτελέσεων, απαιτούσε αυξημένη επαγρύπνηση, πρωτοβουλία και αποφασιστικότητα, αυταπάρνηση, ικανότητα ανάπτυξης γερών δεσμών με τον λαό, εξασφάλιση μέσων προπαγάνδας και διαφώτισης, δικτύου πληροφόρησης και μέσα στον κρατικό μηχανισμό. Απαιτούσε τον επιτυχή συνδυασμό της παράνομης με τη νόμιμη δουλειά.

Η δράση στο εσωτερικό στηριζόταν και ενισχυόταν με την αποστολή στελεχών του Κόμματος από το εξωτερικό, την αξιοποίηση αγωνιστών που έβγαιναν από τις φυλακές και τις εξορίες. Στις 7/6/1950 ο Μπελογιάννης έφτασε παράνομα στην Ελλάδα, με αποστολή την αναδιοργάνωση των παράνομων Κομματικών Οργανώσεων, που είχαν δεχτεί συντριπτικά χτυπήματα από τους διωκτικούς μηχανισμούς του αστικού κράτους και είχαν ελάχιστα μέλη.

Ο Μπελογιάννης έδωσε όλες του τις δυνάμεις για την ανάπτυξη των Κομματικών Οργανώσεων και για τον συνδυασμό της παράνομης με τη νόμιμη δράση, στους εξίμισι περίπου μήνες από την άφιξή του στην Ελλάδα μέχρι τη σύλληψή του.

Εβδομήντα χρόνια μετά, ζει στους χιλιάδες που ακολουθούν τον δρόμο που εκείνος επέλεξε να βαδίσει: «Η ζωή μου συνδέεται με την Ιστορία του ΚΚΕ και τη δράση του (...) Δεκάδες φορές μπήκε μπροστά μου το δίλημμα: Να ζω προδίδοντας τις πεποιθήσεις μου, την ιδεολογία μου, είτε να πεθάνω παραμένοντας πιστός σ' αυτές. Πάντοτε προτίμησα τον δεύτερο δρόμο και σήμερα τον ξαναδιαλέγω».