据有关资料记载，张素贞被捕地点是长春春香阁妓院。当年李杜奉命进驻剿匪，得知她隐匿于妓院，便派绿林出身的连长老白龙带部下装成阔商到春香阁包娼嫖妓。张素贞照行规接客，为老白龙宽衣，脱下猞猁皮袄。老白龙转身露出身份：“你认识我吗？跟我走一趟。”张素贞从容淡定，手伸向柜上皮箱说：“我换件衣裳。”老白龙急忙扣住张素贞双手：“不必了。”于是喊来部下押走张素贞。其后，他们打开皮箱，看有两支镜面匣子枪，子弹已上膛，大勾张开，拿起就响，不禁说声“好险”。
那么，他们为什么将张素贞迅速被处死呢？据说，李杜将张素贞羁押长春军法处，还未等通电上报，便同时收到少帅张学良“解往沈阳”和奉系军阀吴俊升“解往八面城”的两封电报。两位上司谁也得罪不起，张学良是未来的东北军的掌门人，吴俊升是他的老上级；而张素贞到这二位不论谁的手下，凭女性、凭匪性，都能东山再起。李杜想不出万全之策，后经军法处王处长点拨，军法处为张素贞拍下生活照片后，就地处决。随后，照片分别送往八面城和沈阳。
在行刑前，张素贞身穿紫底白花斗篷，头戴黑色绒帽，眉目清秀，时髦、漂亮，活像戏台上一位贵妇人。虽然她对落到她手里的乡绅大户手段毒辣，在老百姓眼里，是好人。刑车所到之处，商家送吃送穿送戴。当刑车来到大兴当门前时，一个老板送玉镯给她。在刑场上，张素贞高喊：“来吧！我不怕死！”最早把张素贞故事改编成评剧《枪毙驼龙》，再搬上舞台和观众见面的这些事情，都发生在哈尔滨。后来，一部名为《烟花女驼龙》电视连续剧中的张淑贞就是以张素贞原型塑造的最美女匪首的形象。
张素贞惯使双抢，骁勇善战，屡次挫败围剿的官兵。1924年队伍被击溃，张素贞只身逃脱，无处投奔，遂落脚于公主岭妓院。1925年1月8日在鸿顺班妓院被捕。同年1月19日被押赴长春枪决，时年25岁。
