Tyskerne tok Kosmodemjanskaja til fange mens hun var opptatt med å sette fyr på et hus. Hun ble avhørt og torturert gjennom natten, men nektet å gi dem noe nyttig informasjon. Neste morgen ble hun tatt med til sentrum av byen der hun ble hengt. Tyskerne lot Zojas kropp henge i galgen i flere uker.