7 января 1919 года, в праздник Рождества Христова, был арестован ЧК прямо в алтаре храма. По просьбе верующих местные чекисты освободили его на один день, а просивших за него — арестовали. Одну из групп верующих, протестовавших против ареста епископа, возглавила жена священника, начальница 2-й женской гимназии Мария Кияновская, которая сразу же была арестована как «руководительница контрреволюционной демонстрации» и расстреляна. На следующие сутки епископ был повторно арестован и вскоре также расстрелян.
Существует несколько версий расстрела белгородского архиерея. Согласно одной из них, он перед расстрелом благословил производивших расстрел китайцев, которые категорически отказались стрелять в епископа, несмотря на угрозы. Были вызваны другие исполнители казни, к которым владыку вывели в солдатской шинели, чтобы замаскировать его духовный сан.
Тело епископа было брошено в общую могилу. Ежедневно возле этой могилы служили панихиды. После прихода в Белгород Белой армии (через полгода после расстрела епископа) могила священномученика Никодима была вскрыта. При осмотре останков было установлено, что, кроме наличия несмертельной огнестрельной раны в груди святителя, имеется пролом черепа от удара тяжёлым тупым предметом, огромный кровоподтёк в верхней части головы и пролом гортанных хрящей от удушения руками. Мощи были перенесены в Свято-Троицкий мужской монастырь и погребены близ раки святителя Иоасафа Белгородского.
1 ноября 1981 года решением Архиерейского собора Русской православной церкви заграницей канонизирован в лике священномученика со включением в Собор новомучеников и исповедников Российских с установлением памяти 28 декабря[3].
Определением Архиерейского собора Русской православной церкви от 13—16 августа 2000 года был причислен к лику святых новомучеников и исповедников Российских.
