1 września 1939 r. hitlerowskie Niemcy napadły na Polskę. Czekając na pomoc sojuszników Polacy toczyli ciężkie walki, gdy łamiąc wszelkie umowy „nóż w plecy” wbił od wschodu sowiecki agresor. Wschodnia część armii polskiej dostała się do niewoli, a ludność cywilna została poddana represjom i deportacjom. Już w dniach 17-19 września podpisano rozkazy o utworzeniu obozów dla Polaków, w tym dla oficerów w Kozielsku, Starobielsku i Ostaszkowie.

Po wielu latach milczenia, kłamstw i zaprzeczania faktom, prezydent ZSRR Michaił Gorbaczow przyznał 13 kwietnia 1990 r., że wymordowanie kilkudziesięciu tysięcy polskich oficerów w Katyniu, Charkowie i Miednoje w 1940 r. było zbrodnią radziecką. W 1992 r. prezydent Rosji Borys Jelcyn przekazał Polsce tzw. „archiwum katyńskie”. Najważniejszym dokumentem była notatka szefa NKWD Ławrentija Berii dla Stalina z rekomendacją, by polskich jeńców rozstrzelać bez sądu, bo są „elementem wrogim wobec ZSRR i nie rokują żadnych szans na poprawę”.

W 1991 r. ruszyła pierwsza ekspedycja badawcza, która przeprowadziła poszukiwania w Charkowie i Miednoje. Następne badania miały miejsce w latach 1994-1996 w Katyniu, Charkowie, Miednoje, a ponadto w Starobielsku, gdzie pochowano 48 jeńców tamtejszego obozu. W pracach uczestniczyli głównie specjaliści z Torunia i Łodzi. Pierwszym zawodowym archeologiem w Charkowie-Piatichatkach był w 1991 r. prof. Andrzej Nadolski z Łodzi.

Poszukiwania w miały charakter interdyscyplinarny – brali w nich udział m.in. archeolodzy, antropolodzy, faleryści, technicy konserwatorzy, dokumentaliści i wojskowi kartografowie. Z łódzkiego ośrodka archeologicznego wysłano kilkuosobową grupę, w której znalazł się pracownik Muzeum Okręgowego w Sieradzu dr Marek Urbański.

Podstawowym celem było ostateczne dostarczenie dowodów na pochowanie pod Charkowem polskich oficerów. Zebrana dokumentacja miała posłużyć jako dowód w procesie o zbrodnię ludobójstwa.

Metoda pracy w terenie była następująca: posługując się dokładnymi mapami wykonanymi przez Służbę Kartograficzną Wojska Polskiego, obszar cmentarza pokryto siatką odwiertów pozwalających na zlokalizowanie „dołów śmierci”, które następnie zbadano metodami archeologicznymi, dokonując ekshumacji.

Po zakończeniu badań udało się ustalić, że w Charkowie-Piatichatkach znajduje się 75 mogił, w tym 15 polskich i 60 sowieckich.

Groby podzielono na 3 kategorie: suche, wilgotne i mokre, a pod względem wielkości wyróżniono groby duże, średnie, małe i bardzo małe.

Specyficznym problemem na cmentarzu charkowskim była bardzo duża ilość pochówków pomordowanych obywateli byłego Związku Sowieckiego. Ustalono, że w Piatichatkach leży około 4300 Polaków, w tym 3820 jeńców Starobielska, a także około 2100 obywateli byłego Związku Radzieckiego – ofiar represji stalinowskich.

Badania historyczne oraz antropologiczne i sądowo-lekarskie bezdyskusyjnie potwierdzają, że mordu na ofiarach z Charkowa dokonano strzałem w tył głowy w lesie w Piatichatkach lub w siedzibie NKWD w Charkowie.

Wydobywane artefakty były inwentaryzowane, dokumentowane oraz wstępnie konserwowane. Spośród kilkunastu tysięcy wydobytych przedmiotów, głównie z grobów polskich, wyróżniono przede wszystkim szczątki mundurów wojskowych, fragmenty oporządzenia, ubrania cywilne, przedmioty użytku osobistego, czasem dokumenty lub militaria.

Efektem finalnym prac w Charkowie była budowa Cmentarza Ofiar Totalitaryzmu, a w jego obrębie Polskiego Cmentarza Wojennego uroczyście otwartego w roku 2000 przez władze Polski i Ukrainy.