17 серпня 1937 року був заарештований та звинувачений в участі в антирадянській терористичній троцькістській організації правих за статтею 58 КК РРФСР, пункти 7, 8 та 11[2]. У НКВС Кірієнко катували, змусивши дати свідчення проти своїх підлеглих.
Рано-вранці віднесли мене до медпункту, розміщеного в одному з підвалів... За кілька хвилин сюди ж затягли закривавленого Івана Михайловича Кірієнка. Поглянувши на нього, я забув про свої рани. Почорнілий, усе обличчя в саднах і синцях, сидить на ношах, заливається сльозами і шепоче ті самі слова: «Не хочу жити, не хочу...»
Слідчий зачитав свідчення Кірієнка про те, що він завербував мене в організацію правих і наказав йому розписатися в заготовленому протоколі очної ставки.
За цим свідченням, а також на підставі «свідчень» двох комсомольців... 7 грудня 1937 року був засуджений Військовою колегією Верховного Суду СРСР під головуванням Орлова до десяти років ув'язнення та п'яти років поразки у правах.
Дружина Кірієнко Марія Гаврилівна. Заарештована через 2 місяці після арешту чоловіка. Як член сім'ї зрадника Батьківщини засуджена до 8 років виправно-трудових таборів. Відбувала термін у Темніковському ВТТ. Звільнена в 1945, реабілітована в 1957 році[6].
↑ абвгдКнига Памяти. Кириенко Иван Михайлович. Процитовано 23 квітня 2014. Кириенко Иван Михайлович [Электронный ресурс] // База данных о жертвах репрессий Харьковской обл. (Украина)
↑Руководители завода. Новочеркасский электровозостроительный завод. Музей истории завода. Архів оригіналу за 28 жовтня 2013. Процитовано 23 квітня 2014.
↑Ротфорт М. С.Прелюдия ада // Колыма — круги ада. — Екатеринбург : Уральский рабочий, 1991. — 102 с.