Door haar kritiek op de Nazi's en haar weigering om haar verzetsactiviteiten te staken is Plamínková gearresteerd door de Gestapo in 1942 na Operation Anthropoid, de aanslag op het leven van Reichsprotektor Reinhard Heydrich van het Protectoraat Bohemen en Moravië op 27 mei 1942. Ze is naar Theresienstadt gebracht alwaar ze een kort weerzien had met haar goede vriendin Milada Horáková, die eveneens was gearresteerd. Plamínková is op 30 juni 1942 op de militaire schietbaan van Kobylisy, toentertijd een zelfstandige gemeente en tegenwoordig een wijk van Praag, gefusilleerd. Františka Plamínková is 67 jaar oud geworden.