La data de 22 iunie 1941 (zi în care a început Operațiunea Barbarossa), Sârbu participa împreună cu alți patru militanți antifasciști la o întâlnire conspirativă pe Plaja "Pescărie" din Mamaia. Scopul acelei întâlniri a fost descris de către autorități ca fiind "instigare la acte de sabotaj împotriva ordinii de stat". Ca urmare a unei trădări, Siguranța Statului a aflat de întrunire și i-a arestat pe toți cei cinci conspiratori. După o judecată sumară efectuată de către Curtea Marțială de pe lângă Comandamentul Militar Teritorial din București, Filimon Sârbu a fost condamnat prin sentința judecătorească din 4 iulie 1941 la pedeapsa cu moartea, ceilalți patru activiști judecați în același caz fiind condamnați la un total de 70 de ani de închisoare.