Արեգ Թումանյանը 1937-ին բոլշևիկյան ռեժիմի կողմից ձերբակալվել և բռնադատվել էր «հակասովետական վնասակար գործունեություն» անհեթեթ մեղադրանքով: Նա գնդակահարվեց և թաղվեց եղբայրական գերեզմանում 1938-ի հունիսի 14-ին՝ սովետական ՊԱԿ-ի ենթակայության տակ գտնվող «Կոմունարկա» (Մոսկվա) հատուկ պահպանման օբյեկտի տարածքում»: