“……不断地用鞭子把儿蘸着粗盐捅她手腕和大腿上的枪伤伤口，是一点一点地往里拧，碰到骨头后再不停地搅动伤口……”
在长时间的刑讯中，面对拷打，“赵一曼女士一直狠狠地瞪着审讯她的人，闭口不语，受过多种酷刑从没有开口喊叫一声”。“无论用什么手段都无法摧垮其坚强意志，其最后的表现，真不愧为一个共产党大人物的尊严。”日本宪兵“觉得很没面子，伤了日本军人的自尊”。
……只有电刑（第一次）“总算使赵一曼女士开口喊叫出声了”，“找到对付赵一曼女士的办法了”。
1936年4月末，日本宪兵对赵一曼实施第一次电刑，日本宪兵将赵一曼的手脚绑在刑椅架上，然后将电极一端夹在赵一曼的双腕上，另一端夹在脚踝上，对她施以惨绝人寰的电刑。据当时的审讯记录记载，当电流快速通到赵一曼身上时，“可以清楚地看到赵一曼女士的身子开始发起抖来，浑身汗珠一颗一颗地从皮肤下面冒出来”。随着电流变化节奏的加快，在这之前长时间的刑讯中受过多种酷刑从没有喊叫一声的赵一曼，这时也“难受得不停颤动，张大了口，不自觉地发出极度痛苦的凄惨呻叫”，最终也忍不住“发出厉声惨叫”，而且“叫得越来越厉害，全身肌肉紧绷，身体弯成弓形，整个胴体像筛糠一样”。
……赵一曼终于昏了过去。靠着顽强的意志，赵一曼最终还是没有屈服，没有供出抗联的机密。
酷刑之下，赵一曼伤口溃烂，生命垂危。由于日本特务机关认为她在共产党和抗日队伍里占有“重要地位”，“赵一曼女士是中国共产党珠河县委会委员，在党的工作上有与赵尚志同等的权力。她是北满共产党的重要干部，通过对此人的严厉审讯，有可能澄清中共与苏联的关系”。怕她死去得不到重要口供。为让她招供，从她那里获取重要情报，便把她转送市立医院，由伪警方监视治疗。
当时刚从哈尔滨医学专科学校毕业的刘锡强被分到市立医院的外科一病区做实习生，那时才二十出头。他回忆当时情景说：“赵一曼的伤势挺重，身上有几处枪伤，其中腿和手腕上的伤最重，隐约可见白骨。”
另外被日本人严刑拷打时“用烙铁烙的伤，血肉模糊，伤口很深。她的一双手腕和脚踝因受了电刑而各留有一块烧焦的凹瘢”。
在市立医院，当时还不到17岁，当见习护士的韩勇义第一次见到赵一曼。几年后她回忆说：“赵一曼的湿发完全遮住了脸，我无法看清她的脸，我用双手颤抖着拢开躺在担架上还在昏迷中的赵一曼的乱发，一张苍白的、毫无血色的脸完全暴露出来，口中直流白沫。眼球突凸，两眼翻白，嘴角淌着血，鼻孔中气若游丝。”……醒来后，她睁开眼睛见到我“慢慢地抬起头，大口大口地喘气”。我当时觉得“她是想动一动，想缓解些痛苦”。第一次与赵一曼见面的情景强烈地刺激了韩勇义，使她头一次看清了日本人的凶暴。她最终走上了革命道路。（在帮助赵一曼逃跑未遂后，韩勇义被敌人折磨得死去活来，但她始终没有屈服。从敌伪档案的报告材料中可以看出韩勇义的坚定信念，报告说：“目前在哈尔滨警察厅拘审中的韩护士，她仅是在很短的期间受了赵一曼女士的宣传，她已具有根深蒂固的抗日思想。她壮烈地说‘：因为自己住在“满洲国”，走着“满洲国”的街道，坐着“满洲国”的马车，使用“满洲国”币，吃“满洲国”的生产，这都是由于自己住在“满洲国”，迫不得已的事情。自己所流的热血，是中华民族的热血，期望着将来的抗日战线得到扩大，把日本人从东北赶出去’……”
在医院里，赵一曼仍不忘争取和团结进步人士，宣传革命思想，很多爱国人士都被她顽强的意志和抗日信念所感染。她曾在《滨江述怀》里表白了自己的决心：“誓志为人不为家，跨江渡海走天涯。男儿若是全都好，女子缘何分外差？未惜头颅新故国，甘将热血沃中华。白山黑水除敌寇，笑看旌旗红似花。”深深地感动了周围的中国人。和赵一曼接触一段时间后，韩勇义把赵一曼看做是一位可信赖的大姐，向她讲述了自己伯父、父亲被日本人逼死等情况，她还向赵一曼提出了入党要求。赵一曼向她讲了许多日本侵略罪行；讲了人民群众驱除日军，推翻“满洲国”的强烈愿望，极大地激发了韩勇义的爱国热情，坚定了她的反满抗日决心。后来，韩勇义和看守董宪勋，从羡慕女英雄转而同情革命，他们决心帮助赵一曼逃离虎口。在一番精心准备后，3人于1936年6月28日逃出了哈尔滨。
28日午后，韩勇义交给董宪勋一部分钱雇车、雇轿。当晚9时，他俩把赵一曼背出医院后门，坐上雇来的小汽车，开到郊区文庙附近。赵一曼又坐上了已经等在那里的小轿子，由5名轿夫抬着，在大风雨中向东奔去。途中冒着被洪水冲走的危险，过了阿什河，于第二天早晨来到阿城县境内金家窝棚董宪勋的叔叔董无策家里。由董无策帮助，当夜他们又坐上该村爱国群众魏玉恒的马车，奔往游击区，寻找地方组织。
6月29日晨，日本宪兵发现赵一曼不见了，伪哈尔滨警察厅立即撒开人马四处搜查。折腾了一天，找到了载过赵一曼的白俄司机，接着又查到小轿铺子的轿夫，知道了赵一曼的去向，于是连夜追捕。
6月30日晨，赵一曼她们走到离游击区只有20多里地的李家屯附近，不幸被日本宪兵追上，赵一曼再次落入敌人魔掌。
不久，哈尔滨警察厅特务科把赵一曼从警察厅引渡到省公署警务厅，关进一间不到一米高、约四平方米的地下室里。不多日，日本宪兵又实施了更残酷的第二次电刑。
当时赵一曼在刑讯室里是怎样以钢铁般的意志，用自己的血肉之躯一次次顽强挺住了日寇下流无耻、惨无人道的电刑折磨的情景，敌伪档案资料记载中，字里行间浸透着血迹，催人泪下。
再次被捕后，敌人用常人难以想象的酷刑反复折磨了她一个月，赵一曼只是怒斥敌人：“你们可以让整个村庄变成瓦砾，可以把人剁成烂泥，可是你们消灭不了共产党员的信仰！”敌人为从赵一曼口中得到情报，可以说无所不用其极，然而，赵一曼的行动却让他们失望至极，在万般无奈下，决定处死赵一曼。敌人把她押到珠河县，在公开处决前绑在一辆马车上游街示众，这位红枪白马驰骋北疆的女政委，在她战斗过的土地上一路高唱《红旗歌》，高呼“打倒日本帝国主义！”“中国共产党万岁！”沿途许多群众流泪而目不忍视。
赵一曼就义之前，最思念的就是自己的儿子。当年生儿子临产时，她正在宜昌做地下工作，把孩子生在一个好心妇女的半间砖房中。她背着孩子一路讨饭，前往上海寻找党组织，历尽了千辛万苦，几乎在上海街头把孩子卖掉。在这么艰难的环境中拉扯大的孩子，让行将为国捐躯的母亲如何不想念！这封充满了舐犊之情、报国之意的遗书写于赵一曼赴刑场的途中，读来催人泪下。
宁儿：母亲对于你没有能尽到教育的责任，实在是遗憾的事情。母亲因为坚决地做了反满抗日的斗争，今天已经到了牺牲的前夕了！
母亲和你在生前是永久没有再见的机会了。希望你，宁儿啊！
赶快成人，来安慰你地下的母亲！我最亲爱的孩子啊！母亲不用千言万语来教育你，就用实行来教育你。
在你长大成人之后，希望不要忘记你的母亲是为国而牺牲的！
一九三六年八月二日你的母亲赵一曼于车中1936年8月2日，赵一曼于珠河从容就义，时年31岁。
为纪念她，哈尔滨的一条主要街道命名为一曼大街。朱德、宋庆龄、董必武等党和国家领导人为她题了词。
