«عريف» به همراه صد نفر از ماموران، برنامه دستگيري ميثم را قبل از ورودش به کوفه، تدارک ديدند. ابن زياد او را تهديد کرده بود که اگر ميثم را دستگير نکند، خودش به قتل خواهد رسيد. عريف به حيره» آمد و با همراهانش در انتظار رسيدن ميثم بود. ميثم را در همان جا، پيش از آنکه به خانه برسد گرفتند. ميثم به مأموران حوادث آينده و چگونگي شهادت خويش را بازگو کرد. ميثم گرچه در آن روز، پيرمردي سالخورده بود که بر استخوانهايش جز پوست خشکي باقي نمانده بود و از نظر جسمي، بشدت ضعيف شده بود اما از نظر شهامت و قوت قلب و قدرت روحي و اراده استوار و زبان گويا و فصيح و ايمان راسخ در حدي بود که ابنزياد را، با آن همه قدرت و مأمور به وحشت افکنده بود. براي همين، براي بازداشت او حدود، 100 نفر مأمور را گسيل کرده بود. مأموران، ميثم را به کوفه وارد کردند. به عبيدالله بن زياد خبر دادند که ميثم اسير و گرفتار شده است. در معرفي ميثم به ابن زياد گفتند که "او از نزديکترين و برگزيده ترين ياران ابوتراب، علي(ع) است. " ابن زياد گفت: واي بر شما! کار اين مرد عجمي به اينجا رسيده است؟! بياوريدش! ميثم را از بازداشتگاه به حضور ابن زياد آوردند. ابن زياد، براي آزمودن روحيه ميثم و گفت وگو با او پرسيد: پروردگارت کجاست؟ ميثم فوراً پاسخ داد: در کمين ستمگران که تو يکي از آناني. ابن زياد که حس نژادپرستي شديدي داشت پرسيد: با اينکه از نژاد غيرعرب هستي با من اين گونه سخن ميگويي؟! به من خبر داده اند که تو با «ابوتراب» بسيار نزديک بوده اي! ميثم گفت: آري، درست گفته اند. ابن زياد گفت: بايد از علي، بيزاري بجويي و با ابراز تنفر از او، نامش را به زشتي ياد کني وگرنه دست ها و پاهايت را بريده و بر دار ميآويزمت. ميثم در مقابل اين تهديد گفت: علي(ع) به من خبر داده بود که مرا به دار ميآويزي. ابن زياد براي جبران اين آبروريزي که در مقابل ديگران برايش پيش آمد، گفت: واي بر تو! با سخنان علي درخواهم افتاد تا پيش بيني او خلاف از آب درآيد. ميثم گفت: چگونه چنين تواني کرد؟ در حالي که اين خبر را علي(ع) از پيامبر(ص) و او از جبرئيل و جبرئيل هم از سوي خدا بيان کرده است. به خدا سوگند! من از مکاني هم که در آن مرا به همراه 9 نفر ديگر از اعدامي ها به دار خواهي آويخت بخوبي آگاهم و مي دانم که در کجاي کوفه است و من نخستين مسلماني هستم که در راه اسلام بر دهانم لگام زده خواهد شد. ابن زياد با شنيدن اين سخن، بيشتر برآشفت و گفت: به خدا سوگند، دست و پايت را خواهم بريد اما زبانت را باقي مي گذارم تا دروغگويي تو و مولايت براي همه آشکار شود؛ و همان دم دستور داد که دست و پايش را قطع کنند و بر دار بيآويزندش و هيچ آب و خوراکي به او ندهند تا بميرد. روايت کرده اند که روزي اميرمؤمنان(ع) خطاب به ميثم فرمود: هنگامي که پست ترين عنصر بني اميه، تو را به بيزاري از من امر کند، چه مي کني؟ ميثم گفت: به خدا سوگند از تو بيزاري نمي جويم. فرمود: در اين صورت تو را مي کشند و به دار مي آويزند. ميثم گفت: صبر مي کنم، که اين هم در راه خدا کم است. حضرت(ع) فرمود: در اين صورت، در بهشت در کنار من و همرتبه من خواهي بود. مزدوران ابن زياد، ميثم را از درخت نخل خرمايي که جلوي در خانه "عمرو بن حريث" روييده بود به دار آويختند؛ همان درختي که اميرالمؤمنين علي(ع) بارها با دست مبارک خود، آن را به ميثم نشان داده و فرموده بود که بر آن به دار کشيده خواهد شد و ميثم از آن هنگام، همواره، آن درخت را آبياري مي کرد و زير سايه اش نماز مي گذارد. در آن روزگار، به دار کشيدن اين گونه نبود که حلقه طناب را به دور گردن شخص محکوم به اعدام بيندازند بلکه آن را دور سينه مي انداختند تا از کتف هايش آويزان شود و آن قدر بماند تا از گرسنگي و تشنگي تلف شود.