Pósteres procurados apareceram por todo o país com um preço na cabeça de Stern. Stern vagueou de casa segura para casa segura em Tel Aviv, levando um berço dobrável em uma mala. Quando ele ficou sem esconderijos, dormiu nas escadas de um apartamento. Eventualmente, mudou-se para um apartamento em Tel Aviv alugado por Moshe e Tova Svorai, que eram membros de Lehi. Moshe Svorai foi pego por detetives britânicos que invadiram outro apartamento, onde dois membros de Lehi foram mortos a tiros, e Svorai e um outro ferido foram hospitalizados. O “contato” de Stern Lehi, Hisia Shapiro, pensou que ela poderia ter sido seguida uma manhã e parou de trazer mensagens. Em 12 de fevereiro de 1942, ela veio com uma última mensagem, do Haganah, oferecendo-se para abrigar Stern durante toda a guerra se ele desistisse de lutar contra os britânicos. Stern deu a Shapiro uma carta em resposta declinando o porto seguro e sugerindo a cooperação entre Lehi e o Haganah na luta contra os britânicos. Um par de horas depois, detectives britânicos chegaram para revistar o apartamento e descobriram Stern escondido lá. Foi a mãe de um dos membros “Lehi” que inadvertidamente levou a polícia ao esconderijo de Stern, em Tel Aviv. Dois vizinhos foram trazidos para atestar a propriedade da busca. Depois de terem saído, Tova Svorai também foi levada para que Stern estivesse sozinha com três polícias armados. Então, em circunstâncias que permanecem disputadas hoje, Stern foi morto a tiros.
O relatório “mais secreto” feito pela polícia para o governo britânico obrigatório disse: “Stern estava … apenas terminando de calçar seus sapatos quando ele subitamente saltou para a janela oposta. Ele estava a meio da janela quando foi baleado por dois dos três polícias na sala”. O superintendente adjunto Geoffrey J. Morton, o policial mais graduado presente, escreveu mais tarde em suas memórias que temia que Stern estivesse prestes a detonar um dispositivo explosivo como ele havia ameaçado fazer se fosse capturado.
A versão policial foi descartada pelos seguidores de Stern e outros, que acreditavam que Stern havia sido baleado a sangue frio. Morton processou com sucesso quatro editoras de livros que alegavam ter assassinado Stern, incluindo a editora inglesa de A Revolta, que resolveu sem consultar o autor, Menachem Begin, que queria ir a tribunal. Lehi tentou, sem sucesso, assassinar Morton pelo menos três vezes. Binyamin Gepner, um ex-membro de Lehi que em 1980 entrevistou outro policial Stewart que havia estado presente na morte de Stern, disse que Stewart havia efetivamente admitido que Stern havia sido assassinado, mas mais tarde se recusou a repeti-lo. O policial cuja arma foi treinada na Stern até a chegada de Morton, Bernard Stamp, disse em uma entrevista de 1986 transmitida pela Rádio Israel, que o relato de Morton era “hogwash”. Segundo Stamp, Morton tirou Stern do sofá em que estava sentado, “empurrou-o, girou-o, e Morton atirou nele”. Stamp tem sido citado dizendo que Stern foi morto enquanto desarmado sem chance de fuga.
Tova Svorai lembrada em uma memória:
“Por volta das 9:30 houve uma batida na porta, uma batida muito suave para sinalizar a presença da polícia. Yair…entrou no armário, e só então eu abri a porta. Na porta estava o ‘bom’ detective Wilkins com dois homens atrás dele. Wilkins foi sempre muito educado, talvez demasiado educado. Ele perguntou-me porque eu não tinha ido visitar o meu marido Moshe e se eu não estava preocupada com ele. Eu disse-lhe que se tivesse ido ao hospital teria sido presa imediatamente. Revistaram o meu quarto… depois desceram e trouxeram duas vizinhas, mulheres, para poderem ter testemunhas… foram até ao armário… um dos polícias abriu-o. Yair não estava em nenhum lugar para ser visto. Os policiais empurraram a mão esquerda dele para dentro do armário e começaram a procurar, e quando a mão dele chegou ao Yair ele o puxou para fora. Ao mesmo tempo, ele colocou a mão direita no bolso de trás e tirou sua arma. Eu corri entre ele e Yair e disse: “Não atire! Se você atirar, você atira em mim” …. na minha inocência eu pensei que tinha salvo a vida do Yair… como eu estava errado. Fizeram-no sentar-se no sofá… apareceram mais detectives, tinham algemas e usaram-nas para atar as mãos do Yair nas suas costas…. eles disseram-me para me vestir e ir lá abaixo…entrei num carro pequeno…de repente ouvi três tiros.”
O seu filho, Yair, nascido poucos meses depois do assassinato de Stern, é um jornalista veterano e apresentador de notícias da TV que uma vez dirigiu a televisão de Israel. Seu neto, Shay, também serviu como personalidade da mídia e apresentador em Israel.