Митрополита Вениамина 18 мая допросили в Петрогубревтрибунале, после чего власти приняли решение привлечь его к следствию по обвинению в выпуске и распространении ответа Петроградскому Помголу как агитационного средства для противодействия изъятию церковных ценностей (с него была взята подписка о невыезде). У митрополита 26 мая побывал А.И. Введенский, только что вернувшийся из Москвы, где в результате его усилий было образовано обновленческое Высшее Церковно Управление (ВЦУ). Митрополит Вениамин отказался признать полномочия этой структуры, и 28 мая в петроградских храмах было зачитано послание архиерея, в котором Введенский и другие священники, ездившие в Москву, объявлялись отпавшими от церкви. Митрополит Вениамин был арестован 1 июня 1922 г., на следующий день заключён в тюрьму, а 10 июня начался судебный процесс, по которому было привлечено более 80 человек. Митрополит обвинялся в том, что, являясь главой Православной церкви в Петрограде, добивался «изменения декрета об изъятии церковных ценностей», для чего использовал православное Общество церковных приходов «в целях возбуждения религиозного населения к волнениям, в явный ущерб диктатуре рабочего класса и пролетарской революции». Его допрашивали 11 и 12 июня, вопросы касались отношения к постановлениям Карловацкого собора зарубежных архиереев и к декрету об изъятии церковных ценностей, а также двух заявлений, сделанных в марте. Обвинитель Пётр Ананьевич Красиков (1870–1939 гг.) выступил 29 июня. Вместо попытки доказать вину подсудимых он произнёс речь, состоявшую из нападок на церковь. Затем слово было предоставлено общественной защите, которая дала юридический и фактический анализ обвинения и сделала вывод, что митрополиту Вениамину удалось предотвратить многие масштабные столкновения в ходе изъятия ценностей. Однако доводы защиты не повлияли на решение судей, и 4 июля подсудимым было предоставлено последнее слово. Митрополит Вениамин своё выступление посвятил, в основном, защите других подсудимых. Приговор был объявлен 5 июля. Вениамин и десять других обвиняемых были приговорены Петроградским губернским революционным трибуналом к расстрелу. Приговор вызвал большое количество ходатайств о помиловании (в том числе и от обновленцев). Подал в Верховный революционный трибунал при ВЦИК кассационную жалобу 7 июля и адвокат митрополита Вениамина, Яков Самойлович Гурович (1870–1936 гг.). На заседании Политбюро ЦК РКП(б) 13 июля было решено оставить в силе приговор в отношении митрополита Вениамина, архимандрита Сергия (Шеина), профессора Юрия Петровича Новицкого (1882–1922 гг.) и юриста Ивана Михайловича Ковшарова (1878 – 1922 гг.), другим же заменить расстрел тюремным заключением. Определением кассационной коллегии Верховного трибунала ВЦИК от 26 июля 1922 г. приговор был оставлен в силе, Малый президиум ВЦИК, рассматривая вопрос о приговоре, «устно постановил» просить Политбюро «пересмотреть свою директиву по этому делу». Пленум ЦК РКП(б) 2 августа постановил отклонить это ходатайство. Постановлением Президиума ВЦИК 3 августа приговор Петроградского губернского революционного трибунала от 5 июля 1922 г. был изменён в соответствии с решением Пленума ЦК РКП(б). Митрополит Вениамин был расстрелян в ночь на 13 августа 1922 г. вместе с архимандритом Сергием (Шеиным), профессором Ю.П. Новицким и юристом И.М. Ковшаровым на станции Пороховые Склады, Ириновской железной дороги, неподалёку от Петербурга. Перед казнью все были обриты и одеты в лохмотья, чтобы нельзя было узнать духовных лиц. Место погребения мучеников неизвестно. В обновленческом журнале «Сибирская Церковь» (№ 2 за 1922 г.) пытались очернить митрополита Вениамина даже после его кончины, а в 1928 г. в обновленческом журнале «Вестник Св. Синода Православной Церкви» (№ 5) его упоминают как сочувствовавшего обновленческому течению. Все эти данные, конечно, не были подтверждены, и личность митрополита Вениамина осталась незапятнанной. Постановлением Президиума Верховного Суда РСФСР от 31 октября 1990 г. приговор Петроградского ревтрибунала от 5 июля 1922 г. и определение кассационной коллегии Верховного трибунала ВЦИК от 26 июля того года были отменены, уголовное дело производством прекращено за отсутствием в действии обвиняемых состава преступления. Митрополит Вениамин был канонизирован на Архиерейском соборе Русской православной церкви весной 1992 г. На Никольском кладбище в Александро-Невской лавре священномученику был установлен кенотаф (надгробный памятник над пустой могилой). На иконе Собора новомучеников и исповедников Российских, написанной к их общему прославлению в 2000 г., на третьем клейме был изображён суд над священномучеником Вениамином и иже с ним, причём святитель показан благословляющим в ответ на неправедный приговор.