29 января 1942 года Л.П. Берия направил Сталину список 46 арестованных, «числящихся за НКВД СССР». В нем находились 17 генералов и некоторые крупные работники обороной промышленности, арестованные в мае — июне 1941 года. Все они обвинялись во вредительстве и заговоре. Против фамилии генерал-лейтенанта авиации Е.С. Птухина указывалось: «1900 года рождения, бывший член ВКП/б/ с 1918 года, из крестьян. До ареста — командующий ВВС КОВО, генерал-лейтенант авиации. Арестован 24/VI.1941 года.
Уличается показаниями Смушкевича, Чернобровкина, Юсупова, Иванова и очной ставкой с ними, как участник антисоветского военного заговора. Дал показания, что с 1935 года являлся участником антисоветского военного заговора, куда был завербован Уборевичем, но от данных показаний отказался, признав, что преступно руководил вверенными ему войсками»{25}. Вождь народов наложил лаконичную резолюцию: «Расстрелять всех поименованных в списке. И. Сталин».
13 февраля 1942 года постановлением Особого совещания НКВД СССР генерал-лейтенант Е.С. Птухин был приговорен к высшей мере наказания — расстрелу. 23 февраля 1942 года приговор в отношении его был приведен в исполнение. Ввиду того, что последнее время генерал-лейтенант Птухин содержался в Саратовской тюрьме, можно предположить, что казнь была совершена там же. Точное место захоронения неизвестно.
В 50-е годы XX века вдова Героя установила в Москве на Новодевичьем кладбище памятный знак, обозначив символическую могилу Героя Советского Союза генерал-лейтенанта авиации Е.С. Птухина.
6 октября 1954 года постановлением Военной коллегии Верховного Суда СССР Герой Советского Союза генерал-лейтенант авиации Е.С. Птухин был реабилитирован за отсутствием в его действиях состава преступления.
Евгений Саввич Птухин прожил короткую, но яркую жизнь. Вся она была посвящена беззаветному служению Родине, защите ее рубежей и укреплению обороноспособности. Незаурядные способности быстро выдвинули его в число передовых авиационных командиров страны. Везде, куда бы ни был направлен, Евгений Саввич показывал себя умелым организатором и воспитателем личного состава, настоящим знатоком военного дела. Знание специфики авиации позволяло ему активно воздействовать на летчиков, техников, механиков и других авиационных специалистов. Е.С. Птухин прошел 3 войны: Гражданскую, бои в Испании и Финскую. Он многое мог бы сделать для Родины в тяжелые годы Великой Отечественной. Но судьба распорядилась по-иному...
Награжден: присвоено звание Героя Советского Союза (1940 г.) с вручением медали «Золотая Звезда» за № 244, 2 ордена Ленина (1937, 1940), орден Красного Знамени (1938), орден Красной Звезды (1936), медаль «XX лет РККА» (1938).