У грудні 1934 року Миколу Куліша було заарештовано органами НКВС і звинувачено у приналежності до терористичної організації і зв'язках з ОУН. Під час судового процесу у «Справі боротьбистів» у березні 1935 Куліша засуджено до 10 років Соловецьких таборів.
На Соловецьких островах у Былому моры (на Соловках) утримувався в суворій ізоляції. 3 листопада 1937 року, за постановою особливої трійки НКВС по Ленінградській області від 9 жовтня 1937 р. , розстріляний в урочищі Сандармох Медвежогорського району, Карелія, у складі т. зв. «Соловецького етапу» у кількості 1111 осіб, разом із Валер'яном Підмогильним, Юрієм Мазуренком та Григорієм Епіком.
До 1997 року дослідники робили припущення, що Соловецький етап був скинутий з баржі у Біле море. Проте ця версія спростована карельським «Меморіалом» , який знайшов справжнє місце убивства українських класиків, зокрема й Миколи Куліша.
Реабілітований 4 серпня 1956 за відсутністю складу злочину.