Dù ý định lật đổ Tôn Lâm lộ ra ngoài, ông vẫn đến dự lễ và bị quân lính của Đinh Phụng, Trương Bố bắt giữ. Ông xin Cảnh Đế được đi đày ở Giao Châu (Bắc và Trung Việt Nam hiện nay), nhưng Cảnh Đế từ chối, vì ông đã không cho Đằng Dận và Lã Cứ lựa chọn đó. Ông cùng những người cùng cánh bị xử tử. Năm đó Tôn Lâm 28 tuổi.