Κατά τα μέσα περίπου του Μαΐου του 1821 οι Τούρκοι των Χανίων γνωρίζοντας ήδη τις κινήσεις του Επισκόπου στην επαρχία του Σελίνου, μόλις αυτός επέστρεψε στην έδρα της Επισκοπής του που τα χρόνια εκείνα ήταν το χωριό Επισκοπή Κισάμου και με μητροπολιτικό ναό την αρχαία Εκκλησία της Ροτόντας (Μιχαήλ Αρχάγγελλος) παρουσιάστηκαν εις τον Τούρκο διοικητή των Χανίων, τον Σερίφ Πασά, και απαίτησαν την σύλληψη και την φυλάκιση του Επισκόπου. Ο πασάς υπακούοντας στις απαιτήσεις του όχλου διέταξε να συλληφθεί ο Μελχισεδέκ με την κατηγορία «ότι περιήρχετο την επαρχία του, κινών τον λαόν των Χριστιανών εις αποστασίαν». Στις φυλακές των Χανίων που τον οδήγησαν τον έκλεισαν στο φρούριο της Σπλάντζιας (Τουρκικής συνοικίας τότε) μαζί με τον Ιεροδιάκονο Καλλίνικο, τον οποίο μισούσαν οι Τούρκοι για το νέο τρόπο διδασκαλίας που εφάρμοζε και εμπαικτικώς τον αποκαλούσαν «Νιζαμζετιτλήν». Αυτόν τον συνέλαβαν εις το χωριό Περιβόλια Κυδωνίας και εις την οικία του Κωνσταντίνου Γερακάκη.
Εις τους φυλακισμένους Επίσκοπο και Διάκονο οι Τούρκοι αποφάσισαν σε αυτούς πρώτα να δώσουν το πρώτο σημείο όσων μελετούσαν να κάνουν κατά των Χριστιανών της Κρήτης. Ήλπιζαν ότι με τρομοκρατία και σφαγές αμάχων θα καταπνίξουν το μελετώμενο επαναστατικό κίνημα. Ο τουρκικός όχλος με αλλαλαγμούς και οχλαγωγία απαίτησε από τον πασά την παράδοση στα χέρια τους των κρατουμένων. Ο πασάς έδωσε την άδεια και αφήνουμε σε αυτόπτες μάρτυρες των γεγονότων να μας δώσουν την συνέχεια του μαρτυρίου.
Ο Γάλλος πρόξενος Χανίων, αυτόπτης μάρτυρας του μαρτύριου μας διέσωσε στις σημειώσεις του αρχείου του Γαλλικού Προξενείου Χανίων, ότι ο Μελχισεδέκ τις τελευταίες στιγμές της ζωής του εφώναξε «Φάτε θεριά τις σάρκες μου μα το πνεύμα μου, που παραδίδω σήμερα στον Πλάστη μου, δεν μπορείτε να μου το βλάψετε. Έχω ελπίδα σταθερά πως ο Θεός θα τιμωρήσει την κακία σας πολύ γρήγορα, γιατί χύνεται άδικα των Χριστιανών το αίμα.
Ο περιηγητής Pashley που βρήκε τα αρχεία του γαλλικού προξενίου Χανίων αναφέρει ότι βρήκε τις ακόλουθες επιστολές
14 Μαίου 1821 Οι Τούρκοι φυλάκισαν τον επίσκοπο Κισάμου ως εγγύηση για αυτά που κάνουν οι Έλληνες στην ενορία του.
4 Ιουνίου 1821 ο Επίσκοπος Κισάμου παρεδόθη εις την μήνιν του όχλου όστις άνευ διακρίσεως εις το αξίωμά του, τον έσυρεν από την γενειάδα ημίγυμνον δια μέσου όλης της πόλεως και τον απηγχόνισε θηριωδώς εις την οδόν προς την μητροπολίν του. Αδυνατώ να περιγράψω την αγρίαν χαρά του όχλου και ακόμα ολιγότερον την αγανάκτησιν των δημίων, οίτινες παρά τας θηριωδίας των δεν ηδυνήθησαν να κάμψουν το φρόνημα του δυστυχούς και αξίου καλυτέρας τύχης Επισκόπου.
