赵一曼从被捕到走上刑场历经九个月的时日，如但丁在《神曲》里描述的地狱，她经历了常人肉身难以忍受的酷刑。到得最后时刻，她到处白骨外露，身体多处炭化。一个弱女子，你可以麻木地用手中
的鞭子像对待牲畜鞭笞之，面对弱女子你可以下流到戏弄之，玩耍之，最后恶毒到你鞭子的尊严受到戏弄直想杀戮之、毁灭之。大野泰治从最初的骄横，到中间的拉拢，及至最后的疯狂折磨，但他不得不对赵一曼无论遭受怎样的凌辱和欺侮，仍不放弃人格的尊严和信仰的光辉表达由衷钦佩，大野泰治后来在战犯管理所供称：“（第一次）我用马灯一照她，看到她脸色苍白，全是汗。她抬起头，狠狠地瞪了我一
眼，她那仇恨的目光，使我感到一阵颤抖，心里发凉。”日后无论是打、烧、电刑等，都不能让赵一曼俯首就范。在审讯赵一曼期间，大野被派到新京受训。他临行前特意到监狱里看望赵一曼，恳请赵一曼为自己留字纪念，这是一个怎样的颠倒啊！大野泰治心理承受能力崩溃吗？是他有了善良又高贵的悲悯吗？否，他不可能有悲悯心、罪恶感和最深切的忏悔，也许是他内心深处的一点点对英雄女子的崇拜，
他的内心、他的灵魂应该感到强烈的恐惧，想在被迫害者那里得到一丝宽恕和抚慰；加害别人对别人施以酷刑者，他内心也难免被酷刑折磨。赵一曼写了律诗《滨江抒怀》送给大野泰治，中间有“男儿岂是全都好，女子缘何分外差？未惜头颅新故国，甘将热血沃中华”。
大野后来一直保留着这页纸，像对待一个圣物。战败后，大野在战犯管理所交出了这首诗，在交出的时候，他先是立正，给写有诗歌的纸片敬了一个军礼，然后泪流满面，跪在地上忏悔。他说：“我一直崇敬赵一曼女士，她是真正的中国的女子。作为一个军人，我愿意把最标准的军礼给我心目中的英雄，作为一个人，我愿意下跪求得赵女士灵魂的宽恕。”
伪“滨江省警务厅关于赵一曼的情况报告”，曾简略记载赵一曼从哈尔滨市医院逃走的情况。
赵一曼是在1936年6月28日暴雨过后的夜里逃走的。这天夜里，看守赵一曼的警士董宪勋在他的叔父董广政的协助下，将赵一曼抬出医院的后门，一辆汽车早已等在那里。开车的是个白俄。几个人上了车，车立刻就开走了。汽车开到文庙屠宰场的后面，停了下来，客人下了车，白俄司机调头把车开走了。
女护士韩勇义早就等候在那里，雇好了一乘轿子，扶着赵一曼上了轿，一伙人立刻向宾县方向逃去。
警察署的警官在赵一曼逃走后，很快从那个白俄司机处发现了线索，后来又从太古街的轿铺主人那里得知，赵一曼是由他们抬到荒山嘴子附近去的。
日本警官马上乘车去追。途中，必由之路上的阿什河桥被夜里的暴雨冲垮了。日本人只好从附近的村庄征到几匹马，骑马直追。追到阿什河以东二十多公里的地方，发现了坐在马车上的赵一曼、护士韩勇义、警士董宪勋及他的叔父董广政。
功败垂成，赵一曼再次被捕。
第二次被捕后，日本宪兵对赵一曼的折磨不断升级，他们寄希望于那些曾经令许多人发抖、丧失意志的酷刑能在她身上产生作用。用尽了人们闻所未闻、想都想不到的各种酷刑：钉竹签是钉满十指，拔出来后，用更粗更长的签子继续钉，最后改用烧红的铁签扎；灌辣椒水是掺着小米和汽油一起灌，而且是热辣椒水和凉汽油交替地往赵一曼的喉管和鼻孔里灌；烙铁是直接摁在赵一曼的乳房上烙烫。最后甚
至使用了即使是身强体壮的男子汉也忍受不了的类似凌迟般的活剐——剥肋骨。
在施酷刑过程中，为了不让赵一曼昏迷，失去刑讯效果，日本宪兵先是用冷水泼，后来改用化学药水熏，用酒精擦，还多次给她注射了大剂量的强心针和樟脑酊，强迫喂灌许多掺有咖啡因的盐水和含有高纯度甲基苯丙胺的葡萄糖液，待赵一曼恢复体力，头脑清醒，精神亢奋后，再继续用刑。
最后，伪滨江省公署警务厅和哈尔滨警察厅开会讨论如何使赵一曼屈服。伪滨江省公署警务厅涩谷三郎厅长亲自作了凶残决定，专门从日本本土运来最新式的专门针对女性设计的电刑刑具。指示行刑的日本特务不要有任何顾忌，可以直接电击赵女士身体最脆弱、最敏感的部位。
据当年参与审讯的凶手描述，这场断断续续持续了7个多小时的电刑，造成了连续不断的剧痛，已超过了任何人能够耐受的极限。先前受刑从未喊叫一声的赵一曼撕心裂肺的悲惨叫声不绝于耳；完全失禁、淋漓不绝，胃汁和胆汁全呕吐出来；受刑处被电流烤焦，皮肤成为皮革状，呈焦黑色，局部组织Ⅱ-Ⅲ度电烧伤、呈炭化状；整个人浑身上下湿淋淋淌着汗水，口中直流白沫，舌头外吐，眼球突凸，两眼变红，瞳孔微微放大，下嘴唇也被她自己的牙齿咬得烂糊糊的……
