В конце 80-х годов версия комиссии Н. Н. Бурденко была поставлена под сомнение учёными двух стран по инициативе польской части смешанной советско-польской комиссии по ликвидации так называемых «белых пятен» в истории отношений между двумя странами.
Научно-историческая «Экспертиза „Сообщения Специальной комиссии по установлению и расследованию обстоятельств расстрела немецко-фашистскими захватчиками в Катынском лесу военнопленных польских офицеров“», произведённая профессорами Я. Мачишевским, Ч. Мадайчиком, Р. Назаревичем и М. Войчеховским (апрель 1988 г.), была проведена на основе анализа обстоятельств заключения более 15 тыс. польских военнопленных в специальные лагеря и последующего выяснения их судеб на фоне развития советско-польских отношений. Она построена на тщательном сопоставлении основных положений «Сообщения Специальной комиссии…» и всей его системы доказательств с большим массивом накопившихся за более чем четыре десятилетия документов и материалов, вещественных доказательств, а также обширной польской и западной литературой предмета.
В экспертизе учтены материалы Нюрнбергского процесса и свидетельства представителей Польского Красного Креста — М. Водзиньского и К. Скаржиньского.
При рассмотрении обстоятельств преступления был выделен вопрос о правомерности зачисления задержанных поляков в военнопленные: направление польских офицеров в лагеря и тюрьмы продолжалось после сентября 1939 г., из Львова в декабре 1939 г. после регистрации (широко проведённой и в других областях) было вывезено около 2 тыс. офицеров, находившихся до сентября 1939 г. как в кадрах армии, так и в запасе. В экспертизе охарактеризовано полное непоследовательности, противоречий и дезинформации поведение сталинского руководства при выяснении правительством Вл. Сикорского вопроса о судьбах польских офицеров после возобновления советско-польских отношений в 1941 г.
Были изучены аргументы и выводы комиссии Н. Н. Бурденко относительно сроков и виновников расстрела польских военнопленных, утверждения о содержании польских офицеров до сентября 1941 г. включительно в трёх лагерях (№ 1-ОН, № 2-ОН, № 3-ОН) с использованием на дорожно-строительных работах, о проведении расстрелов «немецким военным учреждением, скрывающимся под условным наименованием „штаб 537-го строительного батальона“ во главе с обер-лейтенантом Арнесом», о количестве трупов в захоронении, якобы достигавшем 11 тыс., и др.
Не являясь специалистами в области судебно-медицинской экспертизы, занимавшей существенное место в «Сообщении Специальной комиссии…», авторы польской экспертизы сосредоточили внимание на анализе подбора и показаний свидетелей. Подбор свидетелей вызвал большие нарекания: в их числе не было ни одного польского офицера из каких-либо лагерей (группа вывезенных в Павлищев Бор — Грязовец осталась в живых), не были сняты показания с сотрудников НКВД из Козельского, Старобельского и Осташковского лагерей, а также лагерей № 1-ОН, № 2-ОН, № 3-ОН, кроме никому не известного майора Ветошникова, показания которого вызвали большие сомнения.
Не внушило доверия утверждение об использовании офицеров всех рангов, в том числе отставников-инвалидов, на строительно-дорожных работах, в то время как в других офицерских лагерях (Павлищев Бор, Грязовец, Козельск-2) такой общей повинности не было, работа была добровольной. Отмечалось отсутствие вразумительного объяснения, почему офицеры весной 1940 г. выгружались на станции Гнездово (в 3 км от места казни в Катынском лесу). На основе тщательного анализа линии перемещения фронта и обстоятельств взятия г. Смоленска польская экспертиза оценила как путанную и противоречивую, «абсолютно неправдоподобную» версию о невозможности эвакуации лагерей, об их переходе в руки немцев без попыток самоосвобождения, бегства, возвращения на Родину. Само существование указанных лагерей «особого назначения», подчёркивали авторы экспертизы, не было доказано, поскольку полностью отсутствовала конкретная информация об их размещении, после войны не было попыток их продемонстрировать или представить какие-либо документы, подтверждающие их наличие.
Показания свидетелей о времени расстрела были охарактеризованы как отнюдь не вносящие ясности (август, август-сентябрь, конец сентября 1941 г.), было отмечено, что в итоговых документах комиссии Н. Н. Бурденко оно определялось также неоднозначно: в «Сообщении Специальной комиссии…» как осень 1941 г., в судебно-медицинской экспертизе — как время «между сентябрём-декабрём 1941 года», без достаточного обоснования любой из этих дат. Советский свидетель на Нюрнбергском процессе Б. В. Базилевский назвал сентябрь 1941 г. сроком завершения расстрелов. Польские эксперты высказали предположение: произвольное смещение времени расстрелов было вызвано наличием тёплой зимней одежды на трупах, что в январе 1944 года было замечено западными корреспондентами и вызвало стремление исключить август.
Польская экспертиза установила, что оснований для версии о нахождении в могилах 11.000 трупов комиссия Н. Н. Бурденко не имела. Было извлечено лишь 925 ранее обследованных трупов. Судя по обозначенным в «Сообщении Специальной комиссии…» размерам могил, была дана лишь общая локализация участка захоронения, могилы не вскрывались до дна. Никакие новые могилы найдены не были. Новые личные документы не были обнаружены. Таким образом, могила № 8, где эксгумация была комиссией ПКК приостановлена, не исследовалась до конца.
По мнению польских экспертов, реальных оснований для увеличения показателя количества трупов с 4.151 до 11.000 не было. Оно понадобилось для косвенного утверждения, что в Катынском лесу захоронены польские военнопленные, содержавшиеся не только в Козельском, но и в Старобельском и Осташковском лагерях. Было обращено внимание на то, что попытки продолжить идентификацию не предпринимались, наличие металлических жетонов на трупах — результат предпринятой ранее идентификации — было полностью проигнорировано.
Польская экспертиза 1988 г. констатировала, что детальный анализ содержащегося в «Сообщении Специальной комиссии…» утверждения о непосредственных виновниках расстрела в Катынском лесу и его рассмотрения в ходе Нюрнбергского процесса убедительно установили необоснованность версии о вине обер-лейтенанта Ф. Аренса (а не Арнеса) и руководимого им подразделения (537-го полка связи, а не стройбата). Ф. Аренс возглавил полк лишь в ноябре 1941 г. Польская экспертиза констатировала, что в Нюрнберге не получила подтверждение и версия о возможной ответственности за массовое убийство в Катыни оперативной группы «Б». В результате, несмотря на признание в приговоре Международного трибунала Германии виновной в преступлениях в отношении пленных, Катынское дело ей инкриминировано не было.
Польские эксперты отметили применявшийся в «Сообщении Специальной комиссии…» приём — обвинение немцев в фальсифицировании свидетельских показаний и повторные допросы оставшихся в живых находившихся на месте после освобождения Смоленской области свидетелей. Однако сравнения показаний они не проводили.
Эксперты высказались по поводу вещественных доказательств и их использования.
В связи с тем, что в «Сообщении Специальной комиссии…» содержалось утверждение об изъятии, уничтожении, замене немцами найденных на трупах документов, которое было направлено на отрицание доказательности материалов, свидетельствовавших в пользу весны 1940 г. как даты расстрела, польские эксперты сформулировали мнение, что состояние эксгумированной Технической комиссией Польского Красного Креста массы трупов, их слепленность противоречат этой версии, поскольку невозможно полностью фальсифицировать документы тысяч жертв.