希特勒政府趁机掀起镇压热潮。纵火案发生当天晚上，仅柏林一地就有1500多人遭逮捕，全国各地的合计人数达到1万多，其中包括共产党员、社会民主党员和民主主义者。根据普鲁士州政府的命令，普鲁士州内共产党主办的全部刊物停刊4个月，全部的社会民主党刊物停刊2周。据估计，到4月底，被拘留的人数达到约2.5万。案子发生的第二天，德共议会党团主席恩斯特·托尔格勒（Ernst Torgler，1893—1963）为了粉碎纳粹当局的谎言，主动向警察局投案，3月3日，德共主席恩斯特·台尔曼被捕，3月9日，纳粹当局又以“纵火犯同伙”的罪名逮捕了侨居德国的共产国际西欧局领导人、保加利亚共产党领袖格奥尔基·季米特洛夫（Georgi M.Dimitr of f，1882—1949）等人。
同年9月，德国最高法院在莱比锡开庭，审讯季米特洛夫等人。季米特洛夫在毫无心理准备的情况下，克服由于同外界隔绝而缺乏必要信息的困难，依靠必胜的信念，仅利用控方的起诉材料和证词，抓住其漏洞，反守为攻，变法庭为控诉法西斯的讲坛，在法庭上慷慨陈词，揭露法西斯主义的反动本质和血腥暴行。当时，不少德国共产党人奋起抗辩，德共中央委员会新闻处驳斥了关于在卡尔·李卜克内西大楼内发现共产党政变计划的谎言，明确声明“暗杀个人、纵火、破坏活动以及诸如此类的办法根本不在共产主义运动策略手段考虑范围之内”，指出只有纳粹党在这场挑衅中得到了政治好处。1933年4月27日，英国《曼彻斯特卫报》刊登了一篇据称是德国保守派政治家撰写的文章，题目为《国会纵火案真相》。文章指出国会纵火案的策划者是戈林和戈培尔，称纳粹当局的目的，一是借此摆脱兴登堡总统、国防军和民族人民党的制约，争得自主权，二是消灭潜在的政敌——左翼势力。文章还指出，在国会大厦与国会议长官邸之间有一条运送取暖用煤的地下通道，可供纳粹纵火队使用。文章发表后10天，时年43岁的民族人民党国会党团前主席恩斯特·奥伯福伦（Ernst Oberfohren，1881—1933）在家中非正常死亡。不久，一个小道消息传开，称《国会纵火案真相》的作者就是奥伯福伦。同年8月底，巴黎的书店开始出售一本题为《关于希特勒恐怖的褐皮书》，其中以证言和新闻报道的形式揭露纳粹当局对政敌进行迫害和镇压的实况，收录的文章中包括《国会纵火案真相》。此外，伦敦、巴黎、索菲亚、哥本哈根（Kopenhagen）、布鲁塞尔（Brüssel）、鹿特丹（Rotterdam）、纽约、马德里、斯德哥尔摩、布拉格、日内瓦、东京，纷纷出现要求释放无罪者的集会和游行。在各种因素的推动下，德国法庭只能将范·德·卢贝一人判处死刑，宣布季米特洛夫等其他被告无罪。