冬夜冰涼蕭索，趙尚誌被扶進附近一個農舍。偷偷跑掉的特務“張玉清”帶過來一隊日軍和偽警察，短時激戰後，趙尚誌昏迷過去。趙尚誌醒來時說，“隻想死在千軍萬馬中，沒想到死在劉炮(劉德山)手裏。”
這時趙尚誌剛回國4個月，還在前蘇聯時，他說，“死也要死在祖國，死也要死在東北的抗日戰場上”。
身受重傷的趙尚誌命令一名抗聯戰士帶走所有重要文件後，向事先埋伏好的日軍進行射擊，但因他失血過多，不久昏迷過去，不幸被日軍俘獲。
趙尚誌受傷後約活了8個小時左右，當被審訊時，趙尚誌對審訊的警察說：“你們不也是中國人嗎？現在你們出賣了祖國，我一個人死了沒有關係，我就要死了，還有什麼可問的！”說完閉口不語，狠狠瞪著審訊他的人，對重傷留下的苦痛不出一聲，表現了抗日英雄的尊嚴。
曾參與謀殺趙尚誌的日本戰犯東城正雄，在反省文章裏回憶：審訊馬上開始了，趙尚誌將軍神態威嚴，一言不發，隻是輕蔑地看著在他身前身後轉來轉去的日本人。不管日本人怎麼問，趙將軍都是以沉默來對待。直到最後，他才憤怒地說：“你們是日本帝國主義的走狗。對你們沒什麼好說的。就是說了，也是對驢彈琴——沒有用！”這時，由於傷勢過重，失血過多，趙將軍昏倒了。
在突擊審訊期間，趙尚誌寧死不屈、視死如歸，大義凜然地怒斥敵人，當他聽到受傷的戰友痛苦呻吟時，他大聲說道：“你叫就不疼了？叫也是死，你要有骨氣。”
1942年2月12日早晨8點鍾，抗日英雄趙尚誌的心髒停止了跳動。風悲鬆山黯，雪怒三江寒，壯士隨波去，長歌慟地來。民族英雄趙尚誌，從1932年參加東北抗日鬥爭，幾起幾落，百折不回，與日寇浴血奮戰十年，戰功卓著，日偽聞風喪膽，無論多麼險惡的逆境，都無法動搖他堅定的信念，直至壯烈殉國。
2月17日，偽“三江省”得到偽滿軍政部盡快將趙尚誌遺體運往長春的密令。但由於趙尚誌的遺體出現了解凍開化的跡象，偽滿軍政部決定隻將趙的頭顱運到長春。田井和東城政雄等人將趙尚誌的頭顱用鋼鋸鋸下，然後派人在鬆花江冰麵上鑿了個一米見方的冰窟窿，將趙的遺體投進鬆花江中。但隨後不久，趙尚誌的遺首便不知去向，成了60餘載的失蹤之謎。
1945年10月2日，抗聯領導人之一的周保中來到戰後的長春，向蘇軍總司令馬林諾夫斯基元帥提出尋找楊靖宇、趙尚誌、陳翰章頭顱的要求。蘇軍對所有可能隱匿安放楊靖宇、趙尚誌頭顱的地下室、軍用倉庫、秘密檔案室一一搜索後，並沒有找到這幾位烈士的頭顱。
1948年3月初，中共地下黨在占領的長春醫學院的一間地下室裏發現了三個大玻璃瓶子，其中有抗聯將領楊靖宇、陳翰章的頭顱，但趙尚誌的頭顱仍杳無蹤跡。有關趙尚誌頭顱的下落，眾說紛紜，為了尋找這顆頭顱，當年還犧牲了兩個地下黨同誌。
新中國成立後，吉林和黑龍江兩省的黨史研究部門和文物管理部門及抗聯老戰士，一直都在努力地尋找趙尚誌烈士的頭顱，他們曾多次去長春般若寺尋找趙尚誌頭顱，都沒有結果。
1954年6月，作為撫順戰犯管理所舍監號353號的日本戰犯東城政雄首次交代自己參與謀殺趙尚誌的經過，並附有揭發原偽興山警察署長田井久二郎罪行的書麵材料。兩年後，田井久二郎也提交了《趙尚誌將軍謀殺事件供述書》，坦白交待了謀殺趙尚誌的全部過程，“我身為署長，應負命令指揮責任，因為謀殺趙尚誌有功，而取得了獎狀和勳章，我承認全部事實，向中國人民謝罪……”。
東城政雄提交的懺悔書中這樣寫道：1942年 2月 12日晚上舉行了慶功宴會。第二天早晨，用汽車把趙尚誌的遺體運到佳木斯警務廳了。又過了幾天，縣裏給田井署長來電話說：“為了寫好給中央的報告書，請你到縣裏來一趟。”這就是說，寫給中央的報告，是由縣警察署長、特務股長、省警察股長、特務股長合議寫出，我起草的報告書就沒用。可過了一周，我接到省裏一個電話：“帶著趙尚誌的首級，馬上乘飛機到新京的治安部警備司來！”在佳木斯飛機場，起草報告的幾個人把報告書和裝著趙尚誌頭顱的白木箱交給了我。到新京後，偽滿治安部大臣於芷山接見了我。後來聽說，趙將軍的頭顱，被埋到新京市內的護國般若寺裏。
日本關東軍準備將趙尚誌的頭顱公開示眾，然後密封保存，與楊靖宇、陳翰章等烈士的頭顱一樣，伺機送往日本，以炫耀武力占據中國東北的赫赫戰果。由於趙尚誌的頭顱在沒進行藥物浸泡之前就發生變化，保存已不可能。所以，經於芷山請示關東軍司令部，決定將趙尚誌的頭顱焚燒滅跡。
就在準備焚燒時，有一位僧人及時趕到了，他就是炎虛法師，是長春市般若寺的主持，當年在偽滿新京德高望重。由於當時的日本關東軍總司令梅津美治郎信奉佛教，多次去般若寺拜見過這位僧人，所以，當炎虛法師聽說抗日捐軀的趙尚誌烈士的頭顱將要焚燒時，便親自出麵請求將趙尚誌的這顆頭顱掩埋在般若寺內。關東軍最高司令官居然對炎虛法師的要求破例允許了。
2004年6月，一個正在般若寺內施工的農民工說，他們頭一天竟然挖出了一顆頭骨，這顆頭骨沒有下顎和牙齒，已被寺裏改葬在一個山坡上。經過鑒定，這正是趙尚誌的遺骨。趙尚誌殉國62年後，他的頭骨在長春般若寺奇跡般被發現，後安葬在他的誕生地朝陽市朝陽縣尚誌鄉將軍山。
趙尚誌傳奇一生，非常能打仗、善打仗，但他平常穿的衣服很隨便，像個“夥夫”，到老鄉家裏沒人能認出他是司令員、軍長。每次打仗繳獲的戰利品、衣物等，他都先分給戰士們。他個子矮小，臉黑瘦，穿一件繳獲日本的舊軍裝，好像槍也沒有帶，和周保中、李兆麟、馮仲雲這些穿戴整齊的首長們在一起，顯得非常隨便，不像個領導幹部。他性格活潑，說起來比比劃劃，沒有一點架子，戰士們都覺得他容易接近，好說話。如果不是從近處細看，一般覺察不出他有一隻眼睛是假的。這就是威震三江讓日本鬼子膽寒的趙將軍。
趙尚誌率抗日遊擊隊轉戰南北，穿件破棉襖，腰上紮著麻繩，左臉上有道被槍彈擦傷的疤，身上的傷疤就更多了。雖然抗聯的生活很苦，但趙尚誌很樂觀，經常和戰士們在一起開玩笑、講故事，一點架子也沒有。
據說，趙尚誌不洗臉是出了名的，趙尚誌說，一定要等到打跑了日本鬼子以後，才會把臉洗幹淨。
1939年5月19日的《新中華報》對趙尚誌的性格曾有如下描述：
“矮矮的身材架著一身破舊的士兵衣服；一張堆滿了灰塵的麵孔上安置著一隻失了明的眼睛——為我民族受了光榮的傷；走起路來一顛一跛的；大部分空閑時間，總是圍繞著他的馬，忙著飼料或梳毛……；又最喜歡插在小孩子堆中指手畫腳的放縱的說笑玩鬧，這就是在東北艱苦鬥爭數年的民族英雄趙尚誌將軍——東北抗日聯軍第三軍軍長。”
特別引人注目的就是他那雙長久不洗的手（有人說他七個月不會洗臉）被汗水和灰塵交織著刺繡出了鱗狀的花紋，每一個骨節都是膨大得像小榔頭，除去手掌心之外，既黑又瘦，恰像老烏鴉爪子。如果你問他：“為什麼不洗臉？”“連小日本鬼子都打不出去，哪裏還有臉啊！”是他的答複。
生活中的趙尚誌也確實如此。一次戰鬥中，趙尚誌迷迷糊糊地燒了兩天，被抬到了附近群眾家的炕上躺下，這家的女主人就在一旁幫他敷毛巾，當她看到趙尚誌臉上積著厚厚的汙漬，就隨手幫他把臉給擦了。趙尚誌醒來發現自己的臉被洗幹淨時，惱怒而又無奈地瞪著眼睛，說了一句“這次洗臉不算，等打跑了日本鬼子我再真正洗一次臉。”
除了不洗臉以外，趙尚誌還說過，不打跑日本鬼子不結婚。雖然父母一再催促，但趙尚誌一直沒有找對象。
趙尚誌25歲時，按照當地傳統，已過了談婚論嫁的年齡，為了革命，趙尚誌顧不上個人的終身大事。父母當時看到他的同齡人都結婚了很著急，便催他找個對象，可趙尚誌就是不同意。有一次，母親又催趙尚誌。趙尚誌索性對母親說：“我已經訂婚了。”母親不相信，讓他把對象領回家看看。沒想到，沒過幾天，趙尚誌就往家裏領回一群女青年。進門後，這群女青年圍著趙尚誌的母親，左一個大媽，右一個大娘叫個不停，並伺機開導老人：“您老有這麼個好兒子，還怕他找不到對象？”一時間，弄得老人家無言以對，往後也就不再催趙尚誌婚事了。
一次，趙尚誌在宣傳革命時被當作嫌疑人抓了起來。當時，有一個人認出了趙尚誌，但並沒有告發，而是私下勸說他放棄革命，趙尚誌佯裝聽從了他的勸說，表示已經對革命失去信心，想回家看望母親。於是這個人押著趙尚誌回到了家裏。趙尚誌的母親多年來也有了些鬥爭的經驗，看到有人跟隨趙尚誌回家便立刻拉住趙尚誌的手不放，說他好多年沒回家了，這次一定要在家裏住一宿。跟來的人信以為真，便說好第二天再來帶趙尚誌回去。當晚，趙尚誌便連夜離開了家，從此再也沒有回來過。
迫於形勢的變化，趙尚誌一家要離開哈爾濱了，趙尚誌的母親臨走前想和兒子再見一麵。在中共滿洲省委工作的趙尚誌托人捎話說現在不能見麵，希望全家盡快離開。他還特意讓人轉告母親：“你是最好的母親。”
趙尚誌一家搬離哈爾濱後，便與趙尚誌失去了一切聯係，直到十幾年後，家裏人才在一張兩三年前的老報紙上看到了趙尚誌犧牲的消息，才知道趙尚誌已經在抵抗日寇的戰場上獻出了生命。
其實，趙尚誌是個有情有義，渴望幸福生活的人，但他為了革命事業，把愛深深地埋在心底。常對身邊的戰友說：“不驅逐日寇就不成家！”誰知，為了革命事業，他年僅34歲就犧牲了，最後也沒成上個家。
趙尚誌對自己的私事不放在心上，但卻時刻關心戰友和同誌們的安危，從不做背叛組織、出賣同誌的事。一次，一位剛從前蘇聯回來的同誌為尋找組織，在《國際協報》上登了一條啟事，以尋人為由，約省委常委金伯陽在哈爾濱市道裏區黨的一個秘密聯絡點見麵。趙尚誌看到這條啟事後破譯出其中的暗語，也如期來到聯絡點找黨，並見到了金伯陽和高慶有同誌。可報載的啟事也被敵人看出了破綻。情急之中，趙尚誌裝作乞丐向金伯陽討飯要錢，以掩護他們逃走，但是3人還是被狡猾的敵人逮捕。審問時，趙尚誌一口咬定自己是要飯的，不認識那兩個人。敵人見趙尚誌衣衫襤褸，模樣寒酸，反複審問幾次，沒得到任何證據和口供，便把他當作小偷痛打一頓後釋放了。趙尚誌不顧個人安危，立即前往高慶有家中報信，示意家人防敵人到家中搜查。然後趕到金伯陽家，將藏在他家裏的電台轉移。兩天後，金伯陽、高慶有兩位同誌皆因敵人未能抓住證據而被釋放。
趙尚誌是一個富有傳奇色彩的民族英雄，他曾三次被開除黨籍。每次他都不服，他始終不灰心，不氣餒，仍然照常堅持幹革命，堅持共產主義信念，堅持在戰場上與日軍搏鬥。他最後犧牲在抗日戰場上的時候，還不是一名黨員。直到他已離開人間40年後，才由黑龍江省委經過中央組織部批準，為他恢複了黨籍和名譽。
趙尚誌說：“黨籍是每一個共產黨員的生命……，我一天也不能離開黨，希望黨組織一天也不要放棄對我的領導。”趙尚誌一生的經曆極為坎坷。但是，他一心為革命，一心為祖國擺脫帝國主義的枷鎖，一心為社會主義、共產主義在中國的實現，不惜拋頭顱、灑熱血，這在他都不在話下，唯獨被開除黨籍，給他在精神上的打擊，使他難以忍受。
第一次被開除黨籍是1930年春，趙尚誌在沈陽市一次群眾大會上作反帝講演時被警察機關逮捕，同時被捕的有哈市一中的三個學生，均是共產黨員、共青團員。被捕後，這三人中有兩個叛變了。而趙尚誌堅貞不屈，毫無口供，警方找不到任何證據，最後以無證無罪釋放。他在監獄裏秘密組成了黨的一個特殊支部，直接由滿洲省委領導。一次，監獄黨支部決定演出一個活報劇，宣傳反帝愛國，要趙尚誌扮演個特務，參加演出。趙堅決不接受，並稱，我一生最仇恨特務，決不扮演這個角色。因為這件事，他被監獄黨支部開除了黨籍，並經當時滿洲省委批準。趙尚誌被釋放出獄後向省委申訴，省委又給他恢複了黨籍。
第二次被開除黨籍，是在1932年，趙尚誌在巴彥遊擊隊裏任政委的時候。巴彥遊擊隊擴編為東北抗日義勇軍江北獨立師後，於1932年11月改編為中國工農紅軍第36軍江北獨立師，在總結江北獨立師遭受挫折的原因時，趙尚誌與滿洲省委發生了尖銳分歧。滿洲省委認為江北獨立師受挫的原因完全是由於趙尚誌執行右傾路線的結果，責令其“深刻檢查”。趙尚誌不服，提出申辯，結果被省委認定拒不檢查錯誤，將其開除出黨，並且不再分配他新的工作。意外的遭受這一嚴重打擊，性格堅毅的趙尚誌也感覺心情沉重。他在給朋友的一封信中，不禁感歎：“風打麥波千層浪，雁送征人一段愁，披靡無數，被屏逐於千裏之外。”不過趙尚誌沒有就此消沉下去，依然堅定的投身於抗日戰場。他說，黨不承認我是中共黨員，並不影響我仍然作為一個革命者，也不會影響我仍然作為一個共產主義戰士。
1934年夏，珠河縣委一致同意恢複他的黨籍，報告滿洲省委，立即得到了批準。珠河縣委為他恢複黨籍，他感到有了第二次生命。他很崇尚“貧賤不移，富貴不淫，威武不屈”這句話，曾將這句名言當作立世為人的座右銘。真金不怕火煉。特別是在巴彥遊擊隊失敗後，滿洲省委把他開除後就不管了，不要他了。他說，這時，他苦思了幾天幾夜，睡不好覺。最後，也想開了。幹不幹革命，是個人自己的事。於是自己找門路，鑽進孫朝陽部裏去。原本想設法影響孫朝陽，改造這支武裝走上真正抗日救國的道路。不成功，才拉出來自己幹。這樣，才有了今天。趙尚誌這段肺腑之言，足以證明他是非常珍重一個共產黨員的政治生命的。
第三次被開除黨籍，是在1939年末。這時，日寇在東北，無論是南滿、東滿或北滿，都集結了大量兵力，特別是在北滿的北部地區和東部地區，日偽軍不斷進行圍攻和掃蕩。在鬆花江下遊小興安嶺地區，已成了東北抗日聯軍第三、四、五、六、七、八、九、十一各軍經常活動的遊擊根據地了。1939年底，趙尚誌過到黑龍江北岸，被蘇軍給扣押起來，一年以後才放回來。就在這期間，趙尚誌被當時北滿省委以“反黨左傾關門主義”等罪名開除了黨籍。這是當時在分散的遊擊戰爭環境中，黨內生活很不正常的情況下發生的事。
1982年，趙尚誌犧牲40周年之際，中共中央組織部致信黑龍江省委，要求對趙尚誌黨籍問題重新進行調查，實事求是地作出結論。6月8日黑龍江省委作出《決定》：“經複查，趙尚誌同誌在珠、湯聯席會議上以及會後，並沒有反對中央關於抗日民族統一戰線的戰略方針，隻是對吉東特委、中央代表來信和王明、康生指示信中的一些問題，提出了批評，不存在反對中央和反黨‘左’傾關門主義路線問題，更不存在企圖捕殺北滿省委領導人的問題。趙尚誌同誌的一生，是忠誠黨的事業的一生，他是個堅貞的共產主義戰士。他在反對日本帝國主義侵略中國的民族解放鬥爭中，堅強不屈，英勇奮鬥，作出了重大貢獻，直至獻出了自己的寶貴生命。”《決定》給尚誌同誌恢複黨籍，徹底恢複了名譽；對受牽連的同誌，也給予平反，作出了公證的曆史結論。英雄趙尚誌，在時隔40年後終於平反。
為紀念這位名震中外的民族英雄，1947年黑龍江省珠河縣農工代表大會作出決議，將珠河縣改為尚誌縣，趙尚誌出生地朝陽喇嘛溝村改名為“尚誌村”。中華人民共和國成立後，為了永遠紀念這位不屈不撓的中華好兒郎，弘揚偉大的中華民族精神，哈爾濱市新城大街改為尚誌大街，並建立了雄偉壯觀的趙尚誌烈士紀念碑、趙尚誌將軍紀念館，以他的名字命名的市鎮、街道、公園、學校遍布龍江大地。
1984年8月1日，在趙尚誌的犧牲地，現國營寶泉嶺農場又舉行了隆重的“趙尚誌烈士紀念碑落成儀式”大會。