日军方对此情报极为重视，迅速集中兵力埋伏在赵登禹的必经之路--天罗庄附近。当赵的汽车驶入日军埋伏圈时，日军以重机关枪进行猛射，前后两辆卡车上的士兵全被射杀，赵将军乘坐的小汽车也被打成蜂窝状，司机的大腿中了多枪，因失血过多而死。赵登禹靠在车的后座上，身中数弹以身殉国，身边的副官头靠在横窗上，也中弹身亡，场面惨不忍睹。随后，日军从副官身上搜出了赵登禹的名片，在座椅上发现了蒋介石给宋哲元的电报、宋哲元给赵登禹的命令状、一三二师将校勤务表等重要文件，证实了车后座上的就是赵登禹。日军如获至宝，立刻将赵的遗体拉出来拍了照片，向上级邀功去了。下午，北平城防副司令田春芳和几位国际红十字会会员寻来，将赵将军的遗体装殓入棺，抬到北平古刹龙潭寺。
