Где скрывался Антонов до мая 1922 года, неизвестно. Предполагали, что он находится в лесистых районах на границе Кирсановского и Борисоглебского уездов. Конкретное место указал позднее чекистам бывший тамбовский железнодорожник Фирсов, который когда-то был хорошо знаком с Антоновым. В конце мая к Фирсову обратилась с просьбой достать хинин учительница Соловьева. Говорила, что лекарство нужно для страдающего малярией Антонова. К Фирсову ее направил сам Антонов, ибо считал его своим другом и был уверен, что тот его не выдаст. От Соловьевой Фирсов узнал, что Антонов бывает в Нижних Шибряях в доме крестьянки Катасоновой.
Начальником отделения по борьбе с бандитизмом был М. И. Покалюхин. Ему-то и было поручено обезвредить Антонова. Он сформировал оперативную группу, в которую среди прочих входили также бывшие сподвижники вождей крестьянского восстания. Сделано было это из тех соображений, что Антонова в лицо из работников губотдела ГПУ кроме Покалюхина никто не знал. Да и сам Покалюхин плохо помнил его.
Июньским днем 1922 года чекисты начали операцию. Через Рассказово, Богуславку, Болотовку, Богданово их опергруппа прибыла в село Перевоз, которое находилось в нескольких километрах от Нижнего Шибряя. Лес и река Ворона разделяли эти села, так что непосредственной связи между ними не было. В середине дня 24 июня Покалюхин получил сведения, что Александр Антонов со своим братом Дмитрием пришли в дом к Катасоновой и пробудут у нее дотемна. Медлить было нельзя. Через два-три часа оперативная группа из 7 человек была доставлена в Уварово, где чекисты переоделись под плотников. Карабины завернули в мешки, наганы спрятали под рубахи, в руки взяли топоры и пилы. Время уже клонилось к вечеру, когда «плотники» подошли ко двору, где прятались Антоновы. Двор оцепили быстро. Покалюхин попытался открыть сенную дверь. Та оказалась закрытой на внутренний крючок. Он постучал. Со стороны сарая к нему подошла пожилая женщина – хозяйка дома. Из разговора с ней чекист узнал, что Антоновы еще в доме. Он постучал сильнее. Дверь немного приоткрылась. Раздались выстрелы. Дверь вновь захлопнулась. Завязалась перестрелка. Становилось темно, а Антоновы были еще в доме. Тогда Покалюхин приказал поджечь соломенную крышу. События разворачивались стремительно… Позднее он докладывал в ГПУ:
«Антоновы вели непрерывный огонь по нам, а мы, обстреливая окна дома, предлагали им сдаться. Тем временем крыша рухнула, дым стал проникать в дом через потолок. Антоновы должны были вот-вот выскочить наружу. Я перебегал от одного поста к другому, наказывая смотреть в оба. Но вот мне подали сигнал, что один из постов оказался оголенным. Неизвестно куда подевался начальник милиции Кунаков (впоследствии он объяснил свой поступок тем, что в его маузере якобы произошел перекос патрона). Чтобы не оставить этот пост открытым, я поспешил к нему через двор крестьянина Иванова.
Только я выбежал из калитки, как увидел, что Антоновы уже на улице, стоят рядом и с руки стреляют по нашему посту, пробивая путь к бегству. Я обстрелял Антоновых из своего пистолета… Бандиты были вооружены лучше, чем я. У них было два маузера и два браунинга… но тут на помощь мне подоспели… и мы прижали бандитов на задворках. Пуля угодила Антонову в подбородок. Получив легкое ранение, он, а за ним и его брат перемахнули через забор двора и без обуви, в одних шерстяных носках, бросились бежать огородами в сторону густого конопляника к лесу. Момент был очень опасным – бандиты были на пути к спасению. Мы пересекли им путь…»
Изрешеченные, искромсанные пулями чекистов, братья Антоновы приняли смерть сразу и вместе. Они одновременно пали на землю, обагряя ее кровью, завершая свой земной путь и уходя к Господу на Суд. Чекисты долго глумились над их прахом, а потом перевезли и выложили их тела для обозрения народа в Тамбовском Казанском монастыре, где размещался губернский отдел ГПУ. Захоронены они были там же, без отпевания, без крестов, без могил. Но народ запомнил место, где земля приняла последних вождей народного крестьянского восстания.
В мае 1922 года к власти в Греции пришло коалиционное правительство, которое, недооценив ситуацию, принялось готовить захват Стамбула, с тем чтобы оказать таким образом давление на Кемаля. Эта операция не состоялась, по утверждению греков, из-за запрета союзников.
Несмотря на то, что греки занимали обширный плацдарм в Малой Азии, их позиция была бесперспективна. К тому же союзники (Франция, Италия), обеспечив свои интересы, к этому времени стали оказывать свое расположение и даже поддержку Кемалю. Сто тысяч греческих солдат удерживали более 700 километров фронта. Многие из военнослужащих греческой армии воевали непрерывно с 1912 года. Снабжение армии из-за плохих горных дорог и большинства враждебно настроенного турецкого населения было плохим. Среди офицерства и командования постоянно возникали разногласия, вызванные политическими интригами и враждой партий в Греции.