Po odmowie duchowny znalazł się ponownie na Sołowkach, a jego wyrok został przedłużony o trzy lata.
W listopadzie 1927, po dotarciu na Sołowki informacji o wydaniu przez locum tenens Patriarchatu Moskiewskiego Sergiusza (Stragorodskiego) deklaracji o lojalnym stosunku Kościoła do władz radzieckich, arcybiskup Hilarion stanął na czele grupy duchownych, którzy postanowili wspierać to stanowisko jako jedyną drogę dla ocalenia Cerkwi i jej przyszłej legalizacji w ZSRR.
Jesienią 1929, po upływie wyroku, Hilarion (Troicki) został ponownie skazany na zsyłkę, tym razem do Azji Środkowej. W czasie transportu zaraził się tyfusem i zmarł 15 grudnia 1929 w szpitalu w Leningradzie. Został pochowany na cmentarzu Monasteru Nowodziewiczego; ceremonii pogrzebowej przewodniczył metropolita leningradzki Serafin (Cziczagow).
Kanonizacja i upamiętnienie W 1999 szczątki duchownego przeniesiono do reaktywowanego monasteru Spotkania Włodzimierskiej Ikony Matki Bożej w Moskwie. W 2000 został on kanonizowany jako jeden z Soboru Świętych Nowomęczenników i Wyznawców RosyjskichДеяние Юбилейного Архиерейского Собора о соборном прославлении Новомучеников и исповедников Российских ХХ века.
W Niemczech, w mieście Leer, istnieje cerkiew pod wezwaniem św. HilarionaПриход свт.