刘铎押至燕京，打入天牢，刘铎从此噩梦连连，以血洗身。
在狱中，刘铎受尽酷刑，他们强制刘铎坐铜炉，烧火于下，身缠锡蛇，灌之以沸汤。刘铎撕心裂肺，疼痛难忍，多次昏死过去，即使如此残酷的威逼，刘铎仍不屈服，铁骨铮铮，气贯长虹。奸臣们气急败坏，恼羞成怒，却无奈于刘铎。刘铎受狱期间，其妻萧氏携幼女淑英，不远千里辗转来到燕京探监，目睹夫君刘铎被酷刑折磨得遍体鳞伤、面目全非之模样，萧氏心如刀绞，悲愤填膺，立即击鼓诉冤，但被奸党阻拦。继而萧氏又上书求代，奸党同样不向上禀报，此情让萧氏悲愤不已。
见妻如此悲伤，刘铎作诗安慰妻子：“十载抛闲一钓纶，整缨拂剑学为臣，漫悬赤手浣明月，忽碎丹心染暗尘，鹦鹉由来忌作赋，豺狼未去空埋轮，孤魂准绕长安阙，莫遣巫阳下碧旻。”“英雄到此岂趑趄，气作山河血作王。手掷玄黄还宇宙，身遗清白谱庭除。孤忠无绊休同死，断骨宜尘莫上书。知汝百年能不负，铜肝铁胆颇如余。”
刘铎同时还在狱中书告故乡族人：“铎一片血肠，秉正嫉邪，致忤中贵……。罗织文致，不至杀其身不止。然三诣诏狱，数被惨刑，毅然承当，神色未尝少变，是亦忠义之所激也。千载之下公论，未知作何景象。今已矣，不得复见叔兄弟侄矣！惟是数亩薄业，表为义租，以济贫困，且以给吾侪读书之资，成吾初念云尔。”临死之际，刘铎仍不忘捐赠田地，帮助家乡贫困子弟读书，可见境界之高，胸怀博大。刘铎在狱中虽屡遭惨刑，但始终未招一字，他坚信自己所作所为于民于己都无愧。在毫无供词、罪证之下，魏忠贤恼羞成怒，一手再次策划恶毒奸谋，最终以“讪谤罪”将刘铎缚赴西市残忍杀害。临刑前，刘铎大义凛然，口占一律：“大限年来五十三，翻身跳出是非关。魂魄先从三岛去，诗书悉付六丁担。无棺任凭鱼腹葬，有骨徒教野狗衔。龙逢比干归泉下，此去相逢面不惭。”
后来，阉党魏忠贤受诛，刘铎冤案得以平反昭雪，他被朝廷授太仆寺少卿，封为忠烈，赐谕祭葬，其妻萧氏携幼女艰苦万里，扶柩回乡。