ב- 30 ביוני, נעצר טוביאנסקי ונלקח אל הכפר הערבי הנטוש בית ג'יז (כיום קיבוץ הראל). טוביאנסקי ההמום הועמד לפני בית דין שדה בהרכב השופטים - איסר בארי, בנימין ג'יבלי, דוד קרון (קצין ש"י בנגב) ואברהם קדרון (מפקד ש"י בצפון והממונה על הריגול הנגדי). העיתונאי שבתי טבת, שחקר את הפרשה, מצא כי משפט השדה התנהל בניצוחו של ג'יבלי ובמעמד ה"שופטים" בלבד. לחשוד לא הועמד סנגור, וארבעת "שופטי" ש"י שימשו חוקרים, תובעים, שופטים ותליינים. בסיום ה"משפט" הרשיעו השופטים פה אחד את טוביאנסקי בבגידה והחליטו להוציאו להורג בו-במקום. כשסיים ג'יבלי לקרוא את "גזר הדין" הוא קרע את כותפותיו של טוביאנסקי וכיתת יורים מחיילי המשלט הוציאה אותו להורג.
בעת שהתנהל הדיון, עסק איסר בארי, שאיחר למשפט, בהכנת כיתת יורים בת ששה חיילים, אשר נלקחו מחטיבת "הראל", שהתאמנה באזור. הששה הובאו, מבלי שידעו את הסיבה לכך, לבית הדו-קומתי שנותר על תלו עד היום בקיבוץ הראל, ונושא את השם "בית הקשתות". לאחר שעה קלה הגיעו השופטים לבית, כפתו את טוביאנסקי וקשרו את עיניו. הוא הוצב עם פניו אל הקיר, וכיתת היורים נצטוותה לירות בראשו. הוא נהרג בו במקום. וליד הקיר נחפר בור, שלתוכו הושלכה גופתו של טוביאנסקי וכוסתה בעפר.