हालांकि, ब्रिटिश शासन के खिलाफ अखिल भारतीय स्वतंत्रता संग्राम में सुमन की भागीदारी ने जल्द ही उन्हें एक बार फिर जेल में डाल दिया और उनका लगातार सेंट्रल आगरा जेल और देहरादून के बीच तबादला होता रहा। श्रीदेव सुमन को 1943 में आगरा जेल से रिहा कर दिया गया, जिसके बाद उन्होंने तुरंत टिहरी के लोगों के लिए अपनी सक्रियता फिर से शुरू की और नागरिकों के अधिकारों की मांग में अधिक मुखर हो गए। 27 दिसंबर, 1943 को, जब श्री देव सुमन टिहरी में फिर से प्रवेश करने की कोशिश कर रहे थे, उन्हें चंबा में रोक दिया गया, गिरफ्तार किया गया और 30 दिसंबर, 1943 को टिहरी जेल में बंद कर दिया गया। 31 जनवरी, 1944 को उन्हें दो साल के कारावास की सजा सुनाई गई और उन पर 200 रुपये का जुर्माना भी लगाया गया।

श्री देव सुमन ने टिहरी राज्य के इस अवैध कारावास का कड़ा विरोध किया और इसका गांधीवादी तरीके से विरोध करने का फैसला किया। उन्होंने जेल अधिकारियों के सामने तीन शर्तें रखीं कि 1. सुमन को उसके परिवार और सहयोगियों के साथ पत्राचार की सुविधा प्रदान की जाए। 2. राजा को स्वयं श्रीदेव सुमन के झूठे मुकदमे की अपील सुननी चाहिए। 3. टिहरी प्रजामंडल को पंजीकृत किया जाना चाहिए और राज्य की सेवा करने का अवसर दिया जाना चाहिए। सुमन ने राज्य को 15 दिनों का अल्टीमेटम दिया, जिसे पूरा नहीं करने पर उन्होने आमरण अनशन शुरू करने की चेतावनी दी। इस समय के दौरान, सुमन को विभिन्न भारी अमानवीय यातनाओं दी गईं । उन्हें भारी बेड़ियों में जकड़ दिया गया था और उन्हें अपना भोजन दिया गया था, जिसे जेलर मोहन सिंह और अन्य लोगों ने रेत और पत्थरों के साथ मिला दिया था।

4 महीने से अधिक समय तक अत्यधिक अमानवीय व्यवहार सहने के बाद, 3 मई, 1944 को, श्रीदेव सुमन ने टिहरी राजाओं के शासन में जेल अधिकारियों के अमानवीय व्यवहार के विरोध में अपना ऐतिहासिक अनिश्चितकालीन उपवास (आमरण अनशन) शुरू किया। जब सुमन के उपवास की खबर आई, तो टिहरी के राजा ने एक अफवाह फैला दी कि सुमन ने उपवास तोड़ दिया और अब उन्हे महाराजा के जन्मदिन पर बड़ी उदारता के संकेत के रूप में रिहा किया जाना था। वास्तव में, राजशाही ने सुमन को एक प्रस्ताव दिया था, जिसने टिहरी की स्वतंत्रता और उनके उपवास की समाप्ति के लिए अपनी मांगों को वापस लेने के बदले में उनके बरी होने की गारंटी दी थी, जिसे श्रीदेव सुमन ने पूरी तरह से अस्वीकार कर दिया गया था। लगातार उपवास से उनकी हालत बिगड़ने लगी और 11 जुलाई, 1944 तक यह गंभीर हो गई। तब भी उन्होंने जेल अधिकारियों द्वारा बलपूर्वक भोजन कराने के प्रयासों का विरोध किया। उन्होंने अपनी जेल की सजा में दो सौ नौ दिन बिताए और जिसमे अंतिम चौरासी दिनों को उन्होंने पूरी तरह से भूख हड़ताल पर बिताया था।

अपने 28 वें जन्मदिन के दो महीने बाद 25 जुलाई 1944 को टिहरी के लोगों को आजादी का रास्ता सिखाने के लिए उन्होने अनशन करते हुए अपना जीवन त्याग दिया। स्थानीय किंवदंतियों में बताया गया है कि उनकी मृत्यु के बाद भी, उनके पार्थिव शरीर को उनकी पत्नी और परिवार को नहीं दिया गया था और टिहरी की क्रूर राजशाही ने अन्य प्रदर्शनकारियों को रोकने के लिए सामंती शक्ति के प्रदर्शन में सुमन की लाश को श्रीनगर में एक पेड़ पर लटका दिया था। हालांकि, यह भी माना जाता है कि बाद की तारीख में राजशाही के खिलाफ विद्रोहियों के लिए समर्थन हासिल करने के लिए ये किंवदंती गढ़ी गई थी। हालांकि, उस समय की रिपोर्टों से स्पष्ट संकेत मिलते हैं कि श्रीदेव सुमन की मौत के सच पर तत्कालीन शासकों द्वारा पर्दा डाला गया था। राज्य ने आक्रोश की आशंका के चलते सुमन की लाश को बिना किसी अंत्येष्टि अनुष्ठान के चुपके से भिलंगना नदी में फेंक दिया था। इस तरह माँ भारती के इस वीर सपूत को अत्यंत अल्प आयु में बर्बरता पूर्ण तरीके से मार डाला गया। श्रीदेव सुमन की शहादत ने लोगों को स्वतंत्र होने के लिए और अधिक प्रेरित किया ।

श्रीदेव सुमन का ये अमूल्य बलिदान गाथा हमेशा इतिहास में अमर रहेगी ।