Dia pun dijatuhi hukuman mati oleh regu tembak.
Para diplomat dari pemerintah netral Amerika Serikat dan Spanyol memprotes, tetapi upaya mereka sia-sia.
Malam sebelum eksekusinya, Cavell memberi tahu Pendeta Horace Graham, seorang pendeta dari Kedutaan Amerika.
Katanya, “Mereka semua sangat baik kepada saya di sini. Tapi ini yang akan saya katakan, berdiri seperti yang saya lakukan dalam pandangan Tuhan dan keabadian: Saya menyadari bahwa patriotisme tidak cukup. Saya tidak boleh memiliki kebencian atau dendam terhadap siapa pun.”
Setelah perang, tubuhnya dibawa ke Westminster Abbey London untuk pemakaman kenegaraan sebelum dimakamkan di Katedral Norwich dekat kota kelahirannya.
Eksekusi Cavell menyebabkan meningkatnya perasaan anti-Jerman di Amerika Serikat serta di Inggris, di mana dia diidolakan sebagai martir heroik.
Jerman mengklaim bahwa Cavell tidak hanya menyelamatkan tentara Sekutu, tetapi juga intelijen penyelundupan mata-mata kembali ke Inggris.
Ironisnya, pada 2015, Dinas Rahasia Inggris mengakui ada bukti bahwa Cavell memang mata-mata, melansir onthisday.