Gdy w 1647 zmarł metropolita Piotr, Atanazy wrócił razem z biskupem łuckim Atanazym do BrześciaA. Bobryk, Wpływ Atanazego Brzeskiego..., s. 10.. Tam po wybuchu powstania Chmielnickiego został aresztowany pod zarzutem wspierania Kozaków oraz agresywnej postawy wobec Kościoła unickiego. Pierwszy zarzut nie został udowodniony. Równocześnie Atanazy nieustannie przeklinał unię i potępiał sposób jej szerzenia w państwie polsko-litewskim. 5 września 1648 został rozstrzelany. I. Moroz twierdzi, że mnich został poddany torturom i prawdopodobnie pochowany żywcem. Jego ciało zostało potajemnie ekshumowane, po czym duchownego pochowano w monasterze w Brześciu, którym wcześniej kierował.
Diariusz Atanazego Brzeskiego mały|Karta z Diariusza Atanazego Brzeskiego