W kwietniu 1944 Stanisław Rostworowski przeniósł swój punkt dowodzenia do rodzinnego Krakowa. Po wybuchu powstania warszawskiego objął samodzielne kierownictwo na obszarze Okręgu Krakowskiego (do lipca 1944), Śląska i Zaolzia. Pomimo ostrzeżeń szefa wywiadu Okręgu AK, mjr. Rysy-Karpińskiego, że jego lokal jest zagrożony, zbyt długo zwlekał z przeprowadzką. 11 sierpnia został aresztowany przez Gestapo w mieszkaniu Jadwigi i Zygmunta Karłowskich przy ul. św. Marka 8. Został zamordowany prawdopodobnie tego samego dnia.
Według ustaleń kontrwywiadu AK podanych przez Jerzego Ślaskiego, gen. „Odra” po aresztowaniu traktował przesłuchujących jak powietrze i cały czas modlił się, a gdy oficer SS Heinrich Hamann uderzył go w twarz, oddał mu trzykrotnie, po czym chwycił krzesło i uderzył nim drugiego gestapowca, jednak zaraz potem został uderzony od tyłu w głowę żelazną sztabą przez trzeciego hitlerowca, a następnie zmasakrowany na śmierć lub rozstrzelany dzień później.
Życie prywatne W 1918 r. poślubił Zofią Mycielską herbu Dołęga, córkę Ludwika Mycielskiego, polityka i właściciela majątku ziemskiego w Gębicach.