We wrześniu 1939 nie skorzystał z możliwości wyjazdu za granicę, lecz wraz z wielką masą Polaków ewakuował się na wschód. Jako jeden z czołowych wrogów III Rzeszy już 3 października 1939 został aresztowany na terenie plebanii ewangelickiej w Lublinie (gdzie się ukrywał) i przewieziony na przesłuchania do Radomia, a następnie do głównej siedziby Gestapo w Berlinie. Został umieszczony w obozie w Sachsenhausen k. Oranienburga. Jego nieugiętą postawę oraz odrzucenie niemieckich propozycji wyrzeczenia się polskości, podkreślała krajowa prasa konspiracyjna, m.in. Biuletyn Informacyjny nr 9 z 1942 napisał: „Pomimo presji samego Himmlera, pomimo cierpień jakie spadły za jego nieugiętość na całą rodzinę Burschów – ksiądz biskup nie wyparł się swej polskości i nie uległ przed pokusami proponowanymi przez wroga”. Zmarł z wycieńczenia w szpitalu więziennym Moabit, wielokrotnie torturowany w czasie przesłuchań. Dokładna data jego śmierci nie jest znana – 20 lutego 1942 jest datą umowną, najbardziej prawdopodobną. Rodzinie nie ujawniono miejsca pochówku i odmówiono wydania doczesnych szczątków zmarłego. Dopiero w 2017 roku dzięki odnalezieniu dokumentów udało się ustalić miejsce pochówku urny z prochami biskupa na Miejskim Cmentarzu przy Humboldtstrasse w Berlinie Reinickendorf.