O momento culminante de sua peregrinação terrena aconteceu em [[29 de Novembro|29 de novembro]] de 1979, dia de seu [[onomástico]], no santuário construído no local do Poço de Jacó. Na semana anterior, um grupo de fanáticos sionistas adentraram ao mosteiro afirmando que o lugar era um local sagrado judeu, e que todas as cruzes e ícones deveriam ser removidos. É claro que o guardião do mosteiro argumentou que aquele lugar onde eles estavam foi construído pelo [[Santo Imperador Constantino]] antes de 331, e que desde então servia como um lugar sagrado para os cristãos ortodoxos por dezesseis séculos antes do estado israelita ser criado; e além do mais, estava em mãos samaritanas oito séculos antes deste acontecimento. O grupo então reagiu as argumentações do monge proferindo todo o tipo de ameaças, insultos e obscenidades que os cristãos locais sofrem regularmente.

Passados alguns dias, em uma noite na qual chovia torrencialmente, o grupo invadiu o mosteiro. Padre Filomeno já estava paramentado com o seu [[epitrachelion]] para celebrar as Vésperas. Os judeus adentram a nave, tomaram o monge e começaram a cortar o seu corpo com uma machadinha, em cortes em forma de cruz, primeiramente em seu rosto. Dominado por dois homens, o monge teve suas orelhas decepadas e seus olhos arrancados. Eles também cortaram os dedos de sua mão direita em pedaços e seu polegar foi jogado fora. Estes foram os dedos com o qual ele fez o sinal da cruz. Após constatar a morte do monge, os judeus submeteram o Santo templo a todo tipo de profanação, com formas de sacrilégio das mais terríveis.

Os cortes fragmentados dos três dedos com o qual ele fez o sinal da cruz indicavam que foi torturado em uma tentativa de fazê-lo renunciar a sua fé. Seu corpo foi levado da Igreja, retornando somente seis dias após o massacre. Apesar disso, manteve sua flexibilidade e foi sepultado no [[Cemitério do Monte Sião]]. O Novo Mártir Filomeno serviu na Terra Santa por 46 anos (1933-1979).