Между Москвой и Зорге начинают портиться отношения. Кремль не устраивает слишком самостоятельная манера поведения резидента, его независимый образ жизни и зачастую пренебрежение первейшими правилами конспирации. Так, он практически никогда не проверяет своих агентов, и вопреки настойчивым предупреждениям Центра, забывает уничтожать секретные материалы. Зорге даже не замечает, что Клаузен хранит у себя копии всех радиограмм и, кроме того, подробно описывает в своем дневнике деятельность их группы. Чрезмерное пристрастие Зорге к женщинам и многочисленные романы, в том числе с женой Отта, не могут не настораживать чекистское руководство в Москве. Позже в полицейских протоколах нашли многочисленные записи о выходках Зорге в нетрезвом состоянии. И самое удивительное, что он даже в компании высокопоставленных сотрудников германского посольства никогда не скрывал своих симпатий к Сталину и Советскому Союзу. Все это до поры до времени сходило с рук везучему разведчику…
В октябре 1941 года агентами японской разведки по подозрению в принадлежности к коммунистической партии был арестован один из подчиненных Одзаки. На допросах он среди прочих знакомых шефа назвал художника Мияги, обыск у которого позволил обнаружить целый ряд компрометирующих его материалов. Арест самого Ходзуми Одзаки не заставил себя ждать. Далее последовали аресты всей группы, включая самого Зорге, 17 октября 1941 года.
С конца 1960‑х годов Зорге стал самым известным советским разведчиком времен Второй мировой войны. В его честь были названы улицы в Москве, Липецке, Брянске, Волгограде, Твери, Уфе и во многих других городах России. В Советском Союзе именем Зорге называли корабли и школы, были выпущены почтовые марки с его изображением. В московской школе № 141 (улица Зорге, дом 4) с 1967 года действует мемориальный музей Рихарда Зорге. В Москве в 1985 году ему воздвигли памятник (скульптор В. Цигаль).
Рихарда Зорге казнили 7 ноября 1944 года. Он был тайно перезахоронен из братской могилы во дворе тюрьмы на токийском кладбище Джасси-ганати. Оно знаменито тем, что здесь покоятся останки сотен антифашистов. В 1956 году над могилой Зорге друзья установили памятник – гранитную плиту с надписью: «Здесь покоится герой, который отдал свою жизнь в битве против войны, за мир во всем мире». Впоследствии на могилу был возложен новый камень. На квадрате черного гранита золотом по-русски высечено: «Герой Советского Союза Рихард Зорге».
Указом Президиума Верховного Совета СССР от 5 ноября 1964 года Рихарду Зорге посмертно было присвоено звание Героя Советского Союза.