Накануне в Могилёв прибыл Крыленко, который отдал приказ о своём вступлении в должность Главковерха и передал Духонину, что он будет отправлен в Петроград в распоряжение СНК. Когда Духонин на автомобиле Крыленко прибыл на вокзал, чтобы следовать в столицу, там собралась толпа, возбуждённая известием о побеге Корнилова.
В вагон ворвались матросы и начали выталкивать Духонина. Генерал сопротивлялся, и тогда его стали бить по голове прикладами. Бездыханное тело ещё долго пинали у входа в вагон. Из окна за расправой равнодушно наблюдал Крыленко. Тело на грязных деревянных носилках сволокли на соседний путь и штыками швырнули в вагон, в котором до этого перевозили скот. Ночью труп был ограблен: сняты сапоги, шинель, всё платье. Утром на следующий день началась оргия самых утончённых издевательств и глумлений над мёртвым телом. Его таскали по вагону, ставили в угол, в мёртвый рот вставляли дымящиеся папиросы.
Лишь спустя два дня, когда матросы уехали из Могилёва, супруге Духонина удалось выкупить тело и тайно перевезти в Киев. 9 декабря прах Николая Духонина был предан земле, его похоронили рядом с отцом и братом.