身着中式服装的中村震太郎（中）。
秘密处决
6月26日下午，屯垦三团连级以上干部集中在团部军帐内。关玉衡说明情况后，军帐内一时议论纷纷。有人表达了与关玉衡同样的担忧，说弱国无外交，一经暴露，一定会被日本政府要回去，更会再派间谍来破坏；有人提出放中村走出去，在路上悄悄杀掉；还有人认为，应该行使紧急处置权。
董平舆则直接建议：“现在我国是弱国，并无外交可言，我们若将中村等解送沈阳，日寇必将他们及其所携带的调查笔记、地图等全部索回，并且还要我方赔礼道歉，其结果徒惹得许多麻烦，毫无益处。并且中日两国既是世仇，而且按照国际法，外国的军事间谍是可以处死刑的。故无论如何，不能将他们释放，也不可把他们解送沈阳，唯一办法就是把他们在这里秘密处死。”
秘密处死中村等人，关玉衡最初并不赞成这种做法，他的想法是“明正其罪行，公开处置”，但思虑再三，觉得公开处置确实像董平舆所说，只是徒惹麻烦。于是，关玉衡提出对中村等人进行二次审讯，进一步取得他的口供，再作最后决定。
26日晚，夜幕已深，兴安屯垦军第三团团部，对中村的第二次审讯开始了。中村大约意识到自己罪责难逃，先是大放厥词：“如果不放我，我要上告中国政府，关东军饶不了你们！”接着，竟然在审讯现场与三团士兵打斗起来。关玉衡本来不主张刑讯，见此情景，不得不大声喊：“捆倒了打！”一声令下，官兵们一拥而上，拳脚相加，中村面对众人，气焰更加嚣张，干脆拿出日本武士道的本领疯狂厮打。直到站在一旁的关玉衡恼怒至极，“刷”地抽出战刀，中村才收敛了气焰，乖乖地供认其间谍罪行。关玉衡本以为中村这下老实了，谁料，借着在笔录上画押的机会，中村仍不死心，又与官兵厮打起来，甚至还试图夺去士兵的武器，没办法，三团官兵只好将其打晕在地……
谁也没想到，就在双方激烈厮打时，中村手腕上的手表被扯了下来，掉落在地上。可惜，当时紧张的氛围下，审讯的官兵没有一人注意到这个细节，更没有人想到，这块手表后来竟成了致命的隐患。
话说回来，中村的嚣张让关玉衡更加感到事态的严重，双方已经动手，此时若放走中村一行，即便有口供和证据在手，恐怕日方也不会善罢甘休。想到兴安屯垦区属于边境军事地区，成立之初东北长官公署就曾照会各国领事馆，称“兴安区乃荒僻不毛之地，山深林密，唯恐保护不周，谢绝参观游历，凡外国人要求入区者一律不发护照”，禁令在先，如今中村等人却假冒农业专家进入军事禁区，证据确凿，理在我方，关玉衡和三团干部终于统一意见，下定决心，当晚将中村一行秘密处决。
这时，时间已是26日午夜12点30分左右，确切地说，是27日凌晨零点30分左右。关玉衡生前在回忆文章中写道：“把中村大尉等四名间谍犯，一并枪决……为严守保密计，派团部中尉副官赵衡为监斩官，押赴后山僻静处所执行，连同行李、马匹，除重要文件呈报外，一律焚毁灭迹。”
不过，关于秘密处决的方法，董平舆的回忆有所不同：“是日夜半，遂将中村等一行四人用绳缚绑，并用棉花堵塞其口。副官赵衡率亲信士兵十余人把中村等一行四人用马车拉到后山七八里处，用煤油泼浇点火，把他们烧死……其余全部焚毁，投灰于洮儿河内。”而时任三团二营中尉骑兵中队长的金东复，在《中村事件亲历记》一文中的说法则是，“为防止枪声引来不测”，“制定了‘刀杀’的行动方案”。
到底是枪决，还是火烧，抑或刀杀，时隔86年，我们已经无法探究哪种说法是最准确的。但无论如何，军事间谍中村震太郎一行四人，在察尔森一带消失了。
第二天，天刚蒙蒙亮，关玉衡就带着所缴获的间谍证件和证物，赴兴安屯垦公署所在地向上级报告中村之事，同时，第一时间拟就快邮代电连同间谍罪证托人转呈给当时在北平养病的张学良。
而在三团内部，关玉衡再三严令，任何人不许泄露处决中村等4名间谍犯的事情，违者以军法论处。遗憾的是，再三严令之事，最终还是泄密了。
