Brønnum satt arrestert alt i 1940, i en periode fra 3. oktober til 16. desember. Da slapp han fri. Men i
april 1943 førte den illegale virksomheten til at han måtte flykte til Sverige, og angiveri gjorde at han ble tatt ved svenskegrensen. 4. november 1943 ble han dømt til døden. Han ble skutt på Trandum 3. mars året etter. Han er gravlagt på Nordre gravlund i Oslo.[5]