设法之际，日军趁吕正操部武器弹药供给不足的劣势，展开对冀中抗日根据地大规模扫荡，吕部力不能敌，被迫进行战略转移。当时熊大缜由冀中军区锄奸部看押，在转移途中，为防熊大缜逃跑，锄奸部一负责看押的头目亲自找来一块石头，将其引入一块高粱地，从背后猛击头部数下。熊当场鲜血喷溅，脑浆迸裂，倒地毙命，锄奸部人员弃尸而去。据说，那个亲手砸死熊大缜的人，新中国成立后为某省的主要领导者之一，一直活到20世纪80年代末。

    1940年1月23日，朱家骅在接到天津市执行委员许惠东对熊大缜等人被捕事件的方式报告后，以中国国民党中央执行委员会组织部的名义致函国民政府政行院，提出了解决意见。当时朱尚不知熊已被押解人员用石头砸死，函文称：“其中张方（南按：燕大化学系毕业生，由熊引荐到冀中军区技术研究社制造炸药、雷管等）受刑最惨，两手四肢全断；其次为熊君及李琳，殊乘听闻。查熊君纯系热诚爱国抗日青年，其一切均为惠所深知。若巫为汉奸，实为不伦。务祈严饬边区政府，迅即释放，并严予制止，嗣后不再发生此类事件等事情。”此函由行政院转报蒋介石，根据蒋的指示，“转电朱彭两总副司令查明、释放”。在国民党政府的压力和中共高层指示下，“四肢全断”的张方等人得以释放，侥幸捡了一条性命，而熊大缜却未等到这一天即命赴黄泉，沦为冤死之鬼。