聂曦于1950年6月10日在台北马场町刑场英勇就义，年仅33岁。
1950年2月，由于中共台湾省工委书记蔡孝乾叛变，聂曦与吴石、陈宝仓、朱枫等人相继被捕。同年6月10日，他们四人被特别军事法庭判处死刑，并在台北马场町刑场壮烈牺牲。临刑前，聂曦身穿白衬衫、军裤，脚穿马鞋，双手反绑却面露微笑，据台湾媒体报道，他“形象英武，大义凛然，死前毫无惧色”。
聂曦的英雄事迹一直被后人铭记。他的名字被镌刻在北京西山国家森林公园无名英雄纪念广场，该广场上还树立了以他与吴石、朱枫、陈宝仓为原型的英雄雕像，这些都是为了纪念上世纪50年代在台湾牺牲的中共地下工作者。聂曦为了国家和革命事业，奉献出了自己宝贵的生命，他的精神和事迹激励着无数后来人，成为了中华民族英勇不屈精神的象征。
