Сразу же после получения этой информации в МГБ начали разрабатывать план действий. Был создан оперативный штаб по проведению операции, привлечены все имевшиеся в наличии во Львове резервы милиции, МГБ и местной стрелковой дивизии. Кроме того, на месте должны были присоединиться части, участвовавшие в операции в соседнем районе области.
Утром 5 марта солдаты и чекисты должны были блокировать Белогорщу, а затем оперативные группы поочередно должны были прочёсывать дома, в которых мог прятаться Шухевич. У сына женщины, которой предназначалась записка Гусяк, удалось выяснить, что в одном из домов живёт женщина, по приметам похожая на связную Шухевича Галину Дидык.
На стук в дверь долго никто не отвечал. Наконец через несколько минут дверь открыла Дидык, представившаяся другим именем. Однако оперативники сразу узнали её и предложили сдаться вместе с Шухевичем. Однако женщина отрицала присутствие в доме Шухевича, который в это время прятался в специально оборудованном помещении между этажами, закамуфлированным висящим ковром.
Оперативники начали обыск дома. Как только они нашли спрятанный пистолет, Дидык выхватила ампулу с ядом и раскусила её. В это время оперативники поднимались по лестнице на другой этаж. И в эту секунду Шухевич открыл по ним огонь из пистолета. По всей видимости, он предполагал, что это какой-то случайный патруль и речь не идёт о масштабной операции. Поэтому можно будет прорваться, воспользовавшись эффектом неожиданности, и уйти в лес.
Шухевич застрелил майора МГБ Ревенко, после чего бросился по лестнице, чтобы выбежать во двор. Однако на шум выстрелов в дом забежал сержант Полищук, который увидел мчавшегося на него Шухевича и дал по нему очередь из автомата.
Три пули попали ему в живот и, по всей видимости, какое-то время он ещё был жив, поскольку на посмертных фото хорошо видно пулевое ранение у виска. Версию о контрольном выстреле в голову сразу же следует отмести. Чекисты никогда не убивали тех, кого надо было взять живыми. А руководителя такого ранга они непременно должны были не ликвидировать, а захватить. Чекисты предпринимали колоссальные усилия для спасения жизни раненных арестованных (вплоть до вызова лучших врачей республики), когда нуждались в их показаниях. Ту же Дидык, принявшую яд, экстренно доставили в больницу и спасли. Так что представить, что они добили Шухевича, просто невозможно. Полищук вряд ли мог попасть в висок, поскольку метил в нижнюю часть туловища и выпущенные пули попали в живот.
Скорее всего, этот выстрел произвёл сам Шухевич. Сразу же после ранения, воспользовавшись суматохой и заминкой оперативной группы, он выстрелил себе в висок из пистолета. Это наиболее адекватное объяснение пулевого ранения у виска.
Стоит отметить, что существует и приукрашенная версия, приведённая в мемуарах Судоплатова, о том, что возле дома был настоящий бой. Однако эти воспоминания противоречат рапортам непосредственных участников операции по захвату Шухевича. Кроме того, в мемуарах Судоплатова есть масса других неточностей. Например, он писал, что Ревенко был застрелен не Шухевичем, а Дарьей Гусяк, хотя при её захвате никто не пострадал. По всей видимости, его подвела память и он спутал захват Монеты (Зарицкой), при котором действительно погиб оперативник (но не Ревенко), и Гусяк. Есть там и другие неточности. Так, Судоплатов называет Ревенко молодым лейтенантом, хотя он был майором. К тому же пишет, что Шухевич выдал себя, застрелив случайного милиционера, который проверял документы. Кроме того, по версии Судоплатова наводку на Шухевича дал некий Горбовой. Словом, мемуары Судоплатова значительно расходятся с сохранившимися отчётами и рапортами.
Со смертью Шухевича УПА практически прекратила своё существование. К началу 50-х были ликвидированы или арестованы почти все сколько-нибудь значимые персоны. А остатки разбитого подполья были буквально наводнены перевербованными агентами, так что вся деятельность оставшихся на свободе националистов была под контролем спецслужб. Последний командующий УПА Василий Кук был арестован в 1954 году. Он отсидел шесть лет, после освобождения публично объявил о прекращении борьбы и признании советской власти, а после развала СССР с удовольствием встречался с журналистами. Кук умер в 2007 году в возрасте 94 лет.
* Организации признаны экстремистскими, их деятельность запрещена на территории Российской Федерации.