十月，嶽飛與其子嶽雲被投入到大理寺監獄。嶽飛見到愛將張憲身穿囚衣，四肢戴有枷鎖，渾身被鮮血所染，痛苦呻吟，心中苦楚。又見到牢獄中的小吏已經為自己寫好口供，更是怒火中燒。禦史中丞何鑄和大理寺卿周三畏奉旨審訊。嶽飛在受審時，情緒激動異常，要求衙役將其上衣解開，露出早年針刺在後背上的“盡忠報國”四個大字，表明自己的清白與忠誠。無論何鑄怎樣問訊，都絲毫未獲得一字嶽飛謀反的口供，便向秦檜辯解嶽飛是無辜的。
秦檜理屈詞窮，不得不搬出後台說：“此乃官家的旨意也。”何鑄雖然前不久也彈劾過嶽飛，但畢竟天良沒有泯滅，義憤地大聲說道：“我豈能因與嶽飛有隙，就冤屈他。現今外敵未被消滅，就無故斬殺一員大將，會使將士們寒心的，這不是鞏固江山社稷的長久計策。”秦檜一聽，知道案子審理不下去了，隻好上奏高宗，改命萬俟卨為禦史中丞，審理嶽飛一案。萬俟卨乃是一個十分狠毒的小人在擔任荊湖北路轉運判官和提點刑獄時，嶽飛知道他的為人很壞，予以鄙視，所以萬俟寫就一直懷恨在心。而命他接手此案，正是給他官報私仇的機會。萬俟卨上任伊始，就會同大理寺卿周三畏一起審訊。他將王俊的誣告狀子等擺在嶽飛麵前，厲聲喝問道：“國家待你不薄，你卻為何要反叛國家呢？”嶽飛回答說：“我敢對天發誓，我沒有辜負國家。你既然是掌管國家刑律的，卻不可以私自陷害國家忠臣。否則我到了幽冥地府，也不會與你善罷甘休。”萬俟卨冷笑道：“你既然說不曾謀反，那可記得在遊天竺日時，在牆壁上所題留的，‘寒門何時富貴過’？”手下眾人隨聲附和說：“既然出此題，難道不是要謀反嗎。”嶽飛明白這是他們恣意誣陷，沒有公理可以訴說，悲憤地大聲說道：“我今天才知道，隻要落入秦檜國賊的手裏，我為國家所做的一切都算不上功績。”於是嶽飛將眼一閉，任憑獄卒的百般拷打，始終沉默不語，也無呻吟之聲。最後嶽飛通過絕食，來速速求死。於是秦檜和萬俟卨便將毫無罪過的嶽雷，也以“私自探視”為名而被投入牢獄之中，與父親相伴。牢獄之中有一名叫隗順的獄卒，十分同情嶽飛，盡其所能地給予嶽飛關照和護理。
據說還有一名獄卒，頗通封建專製哲理，對嶽飛說：“我一生認為你是一個大忠臣，所以小心服侍，不敢怠慢，現在卻變成叛逆的臣子。”嶽飛不解其故，獄卒又說：“君臣之間是不可以猜疑的，懷疑則會大亂，故而君王猜忌臣子就將其誅殺，臣下懷疑君王就會謀反。倘若臣下對君主有疑問卻不反叛，更會使君王感到懷疑而遭到誅殺；假使君王懷疑下屬卻又不誅殺，則會使臣子對君主有疑問而必然背叛。現今皇帝懷疑你，所以將你送到這裏，怎麼會有讓你出去的道理呢？如果你死了，也就沒有什麼猜疑了。倘若嶽少保你不死，走出牢獄，則必定懷恨皇上，哪裏還有不造反的意思呢？既然造反已經明了，你必然就是逆臣。”嶽飛入獄後對高宗不在保有什麼幻想，但是獄卒的見地竟然如此投撤，使得他悲慨萬端，仰望蒼天，長久不發一語。麵對秦檜一夥對自己施用酷刑來逼供，製造冤獄，最後嶽飛憤怒地在獄案之上寫下“天日昭昭，天日昭昭”8個大字，來向高宗與秦會做出最後的抗議。
聽到嶽飛等人將要以謀反之罪論處，朝野上下為之震驚。許多正直的朝廷官員不顧宋高宗和秦檜的專製淫威，紛紛上書營救嶽飛。就連明哲保身的大將韓世忠也挺身而出，當著宰相秦檜的麵前詰問道，所謂嶽飛等人謀反的證據究竟在哪裏，秦檜支支吾吾地說道：“此等事體莫須有。”韓世忠忿忿不平地回複道：“相公，‘莫須有“三個字，何以使天下信服！”秦檜的妻子王氏卻在枕頭邊吹風，火上澆油地提醒他說：“俗語有擒虎容易，放虎有難。”宋高宗也決心違背“不殺大臣”的祖宗家法，在紹興十一年十二月二十九日（1142年1月27日），親自下聖旨，賞賜嶽飛毒酒以自盡，張憲與嶽雲二人則依照軍法斬首。
一代名將的冤魂在西湖岸邊飄蕩，嶽飛的悲劇下場，為後世留下了一段千古絕唱。