I 1622 lyktes det til slutt Sotelo å snike seg tilbake til Japan på en kinesisk djunke. Der ble han oppdaget og arrestert. Etter to års fangenskap led han hort før sin femitårsdag til slutt martyrdøden sammen med to andre fransiskanere, en jesuitt og en dominikaner, ved at de ble levende brent.