با اوجگیری اعتراضات، رژیم بعثی وی را موقتاً آزاد کرد اما پس از مدتی در 16 فروردین 1359 با حمله به منزل شهید صدر، مجددا ایشان را دستگیر و به بغداد منتقل کردند.
آیتالله صدر این بار میدانست که دیگر بر نخواهد گشت، چون وقتی «ابو سعید» رئیس سازمان امنیت نجف، گفت: «آماده باشید به بغداد برویم!» به آرامی گفت:
-«من خیلی وقت است که آماده شهادتم!»
فردای آن روز، حکومت بغداد، اقدام به دستگیری بنت الهدی کرد، چون بیم داشت مبادا بنت الهدی بار دیگر مردم را به اعتراض و تظاهرات دعوت کند و رژیم را رسوا نماید!
«برزان ابراهیم»، برادر ناتنی صدام در زندان از آیتالله صدر خواست که فقط چند کلمه بر ضد امام خمینی و انقلاب اسلامی بنویسد، تا آزاد شود، و گرنه کشته خواهد شد! آیتالله صدر این خواسته را رد کرد و گفت:
«من آماده شهادتم، هرگز خواستههای غیر انسانی و ضد دینی شما را قبول نخواهم کرد، راه من همان است که انتخاب کردم!» پس از 3 روز، این دو بزرگوار در زیر شدیدترین شکنجههای رژیم جنایتکار بعثی به شهادت رسیدند.
* امام خمینی(ره) او را مغز متفکر شیعه لقب داد
بخشی از بیانیه امام خمینی(ره) به مناسبت شهادت آیتالله سید محمدباقر صدر و خواهرش بنتالهدی صدر:
مرحوم آیت الله شهید سید محمد باقر صدر و همشیره مکرمه مظلومه او -که از معلمین دانش و اخلاق و مفاخر علم و ادب بود- به دست رژیم منحط بعث عراق با وضع دلخراشى به درجه رفیع شهادت رسیدهاند. شهادت ارثى است که امثال این شخصیتهاى عزیز از موالیان خود بردهاند.
عجب نیست که مرحوم صدر و همشیره مظلومهاش به شهادت نایل شدند؛ عجب آن است که ملتهاى اسلامى و خصوصاً ملت شریف عراق و عشایر دجله و فرات و جوانان غیور دانشگاهها و سایر جوانان عزیز عراق از کنار این مصایب بزرگ که به اسلام و اهل بیت رسولالله(ص) وارد مىشود بىتفاوت بگذرند و به حزب ملعون بعث فرصت دهند که مفاخر آنان را یکى پس از دیگرى مظلومانه شهید کنند.
همچنین در جلد چهاردهم صحیفه حضرت امام(ره)، صفحه280، علامه شهید، آیتالله سید محمد باقر صدر، یکی از بزرگترین اندیشمندان مسلمان نامیده شده و به تعبیر امام خمینی «مغز متفکر اسلامی» در تاریخ اسلام به ویژه در قرن چهاردهم هجری به شمار میرود.