Według relacji kapitana Edmunda Banasikowskiego UB wpadło na trop Szendzielarza, dzięki przechwyconej – podczas przeszukania mieszkania Wandy Minkiewicz – kartce pocztowej adresowanej z Poronina. Natychmiast rozpoczęto przygotowania do ściśle tajnej obławy. UB udawało, że szuka jakiegoś góralskiego rozbójnika. Gdy niczego niepodejrzewający Szendzielarz wyszedł przed swoją chatę, został natychmiast otoczony przez funkcjonariuszy bezpieki i aresztowany. Brutalne śledztwo trwało blisko dwa i pół roku, „Łupaszka” nikogo nie wydał, biorąc na siebie całkowitą odpowiedzialność za działania podległych mu oddziałów.
2 listopada 1950 roku skazany został przez Wojskowy Sąd Rejonowy w Warszawie na karę śmierci. Wyrok wykonany został 8 lutego 1951 roku w warszawskim więzieniu na Mokotowie. Miejsce pochówku mjr Zygmunta Szendzielarza przez kilkadziesiąt lat nie było znane. Jego szczątki zidentyfikowano dopiero w 2013 roku w wyniku ekshumacji przeprowadzonych przez IPN na tzw. Łączce Cmentarza Wojskowego na Powązkach. Pośmiertnie awansowany do stopnia pułkownika w 2016 roku został pochowany z wojskowym ceremoniałem na Wojskowych Powązkach.
