15 апреля 1918 г. в Тобольске прошёл большой крестный ход, после окончания которого епископ был помещён под домашний арест. Затем был отправлен в Екатеринбург, куда прибыл 18 апреля; был заключён в тюрьму, где занимался чтением Нового Завета в переводе обер-прокурора Святейшего Синода Константина Петровича Победоносцева (1827–1907 гг.) и Житий святых, молился и пел церковные песнопения. Тобольский епархиальный съезд направил в Екатеринбург делегацию, которая просила выпустить епископа под залог. В состав делегации входили протоиерей Ефрем Долганёв (брат епископа Гермогена), священник Михаил Макаров, присяжный поверенный, адвокат Константин Алексеевич Минятов. Делегация выплатила установленный залог в размере десяти тыс. рублей (первоначально власти требовали сто тысяч), однако епископ не был освобождён, а члены делегации оказались сами арестованы и вскоре расстреляны. В июне 1918 г. епископ и ещё несколько заключённых (священник села Каменского Екатеринбургской епархии Пётр Карелин, бывший жандармский унтер-офицер Николай Князев, гимназист Мстислав Голубев, бывший полицмейстер Екатеринбурга Генрих Рушинский и офицер Ершов) были увезены в Тюмень и доставлены на пароход «Ермак». Все узники, кроме епископа Гермогена и священника Петра были расстреляны на берегу, близ села Покровское (Гермоген и священник Пётр погибли несколько позднее). Вначале их заставили работать на строительстве укреплений около Покровского, затем перевели на пароход «Ока», который направился к Тобольску. На пути к этому городу священнослужители были утоплены в реке Туре. Тело Гермогена было обнаружено 3 июля и на следующий день захоронено крестьянами села Усольское. 2 августа 1918 г. останки епископа были перезахоронены в склепе, устроенном в Иоанно-Златоустовском приделе Софийско-Успенского собора Тобольска (склеп и мощи новомученика были обнаружены во время ремонта собора в 2005 г.). В октябре/ноябре 1981 г. Гермоген быд канонизирован Собором Русской Православной Зарубежной церкви. В августе 2000 г. Деянием Юбилейного Освященного Архиерейского Собора Русской Православной Церкви его имя было внесено в Собор новомучеников и исповедников Российских для общецерковного почитания. Тем же «Деянием» к общецерковному почитанию в Соборе новомучеников и исповедников Российских были канонизированы пострадавшие вместе с Гермогеном священномученики Ефрем Доганёв, Михаил Макаров, Пётр Карелин и мученик Константин Минятов. Соч.: «К нашей юной духовной среде», «Духовный вестник Грузинского Экзархата», 1898; «Очерк деятельности Епархиального миссионерского духовно-просветительного Братства в г. Тифлисе за два года его существования (с 19 октября 1897 г. по 22 октября 1899 г.)», «Духовный вестник Грузинского Экзархата», 1900; «Борьба за истину нашей духовной школы: Отзыв о проекте новой организации этой школы», «Саратовский духовный вестник», 1908, № 44; «Негодующее осуждение дозволенного кощунства: (Истинное изображение смерти Толстого)», Саратов, 1910; «От света «истинного» во тьму «кромешную»: (Открытое письмо к русским людям)», 1916; «Толкование на «Откровение» Иоанна Богослова», «Первый и последний», М., 2003, № 2(6).