A Tomás Centeno le apresó la policía franquista y fue conducido a la temida Dirección General de la Seguridad, situada en la madrileña Puerta del Sol y actualmente sede del gobierno madrileño. Allí, el 28 de febrero de 1953, en los calabozos del sótano, fue torturado hasta morir, como antes lo habían sido muchos otros, y como lo serían muchos más en los años siguientes. Como también lo sería en 1963 Julián Grimau, al que arrojaron esposado por una ventana del mismo edificio antes de someterlo a una parodia de juicio y fusilarlo.