پس از آن که ولایت کوفه به عبیدالله بن زیاد سپرده شد و او آهنگ کوفه نمود، هنگامی که می‌خواست وارد کوفه شود، پرچمش به درخت نخلی آویخت و پاره شد. او این اتّفاق را به فال بد گرفت و فرمان داد تا آن نخل را قطع کنند. مرد نجّاری آن نخل را خرید و آن را چهار پاره کرد. میثم می‌گوید: «به پسرم صالح گفتم: میخی آهنین بردار و نام من و پدرم را روی آن حک کن و آن را بر یکی از پاره‌های آن درخت بکوب. چند روز که از آن گذشت، گروهی از بازاریان کوفه نزد من آمدند و گفتند:

ای میثم، برخیز و با ما بیا تا به نزد امیر عبیدالله بن زیاد برویم و نزد او از مسؤول بازار شکایت کنیم و از او بخواهیم تا او را عزل و شرّش را از سر ما کم کند و کسی غیر از او را بر ما بگمارد. میثم می‌گوید: هنگامی که نزد امیر آمدیم من سخنگوی آن گروه شدم. امیر کاملاً به سخن من گوش داد و از تواناییم در سخن دانی در شگفت شد. در این هنگام بود که عَمر و بن حُرَیث به عبیدالله بن زیاد گفت: امیر به سلامت باد! آیا این گوینده را می‌شناسی؟

عبیدالله گفت: مگر او کیست؟! عمرو بن حریث گفت: این میثم تمّار است؛ همان دروغ گوی دوستدار دروغگو…میثم می‌گوید: در این هنگام، امیر که نشسته بود کمر راست کرد و (روی به من نمود و) گفت: او چه می‌گوید؟! گفتم: دروغ می گوید. امیر به سلامت باد! بلکه من راستگوی دوستدارِ راستگو، علی بن ابی طالب، امیرِ بر حقّ مؤمنان هستم. عبیدالله بن زیاد (برآشفت و) به من گفت: یا از علی بیزاری می‌جویی و از بدی‌هایش می‌گویی و به عثمان ابراز دوستی می‌کنی و در فضایلش سخن می‌رانی و یا این دست‌ها و پاهایت را قطع و تو را مصلوب می‌کنم. در این لحظه میثم به گریه می‌افتد.

عبیدالله بن زیاد به رییس قوم میثم اصرار می‌کند و به او فشار می‌آورد که میثم را تحت پیگرد قرار دهد و او نیز بی درنگ به قادسیه، که در فاصلة یک منزلی کوفه است می‌رود و به محض این که میثم از مکّه باز می‌گردد او را دستگیر می‌کند.

 عبیدالله بن زیاد به او می‌گوید: از سخنی به گریه افتاده‌ای که هنوز عملی نشده؟! میثم پاسخ می‌دهد: والله که نه از این سخن می‌گریم و نه از عملی شدن آن؛ بلکه از این می‌گریم که (سال‌ها پیش) وقتی که سید و مولایم این (تصمیم تو) را به من خبر داد، در دلم شک افتاد. عبیدالله بن زیاد می‌گوید: مگر او به تو چه گفته بود؟ میثم پاسخ می‌دهد: روزی به در خانة او (يعنی امام علی) آمدم. اهل خانه به من گفتند: باور کن که او خوابیده است. من صدا زدم: بیدار شو. ای به خواب رفته! والله که محاسنت از خون سرت رنگین خواهد شد. حضرت از خواب بیدار شد و فرمود: راست می‌گویی و تو (نیز بدان که) والله، دست‌ها و پاها و زبانت قطع ‌شود و مصلوب ‌شوی. من گفتم: چه کسی با من چنین می‌کند ای امیر المؤمنین؟! حضرت فرمود: آن گستاخِ زنا زاده، آن پسرِ کنیزِ زناکار، عبیدالله بن زیاد تو را دستگیر و با تو چنین می‌کند).

 پس از این سخنان میثم، عبیدالله بن زیاد با قلبی پُر کینه گفت: والله که دست‌ها و پاهایت را قطع می‌کنم، ولی زبانت را رها می‌کنم تا تو و مولایت را تکذیب کرده باشم. آن‌گاه به فرمان او دستها و پاهای میثم را قطع می‌کنند و سپس بیرونش می‌برند و مصلوبش می‌کنند. در همان حال، میثم تمّار شروع به گفتن فضائل علی علیه السلام برای مردم می‌کند. عمرو بن حریث به عبیدالله ابن زیاد خبر می‌دهد که اگر سخنان میثم ادامه پیدا کند، خوف شورش کوفیان می‌رود، لذا باید دستور بدهد تا زبانش را ببرند. عبیدالله نیز فرمان می‌دهد. مأمور نزد میثم می‌آید و می‌گوید:

ای میثم! او می‌گوید: چه می‌خواهی؟ مأمور می‌گوید: زبانت را بیرون بیاور که امیر به من فرمان داده تا آن را قطع کنم. میثم می‌گوید: مگر آن پسرِ کنیزِ زناکار گمان نکرده بود که من و مولایم را تکذیب می‌کند؟! بیا زبانم را بگیر و آن را قطع کن. آن مأمور زبان میثم را قطع می‌کند و میثم مدّتی در خون خود می‌غلتد تا آن که از دنیا می‌رود. صالح، فرزند او می‌گوید: چند روز بعد که از آن‌جا عبور می‌کردم، دیدم که پدرم بر همان پارة نخلی که آن میخ را بر آن کوفته بودم مصلوب شده است.