W następstwie dysputy 17 października 1757 Dembowski ogłosił wygraną sabatajczyków oraz nakazał publiczne spalenie ksiąg talmudystów. thumb|left|Rycina z 1758 przedstawiająca Dembowskiego poddanego pośmiertnie dekapitacji, chodzącego z odciętą głową, a następnie spalonego W listopadzie 1757 Dembowski dostał udaru, po którym wkrótce zmarł. Według przekazu rabina Jakuba Emdena z wydanej w 1758 księgi Sefer Szimusz (, „Księga użyteczna”), tuż przed śmiercią miał doznać wizji, w której widział litery pisma hebrajskiego ze spalonych na swoje polecenie ksiąg. W jej następstwie zdążył jeszcze rozkazać przerwanie prześladowań frankistów, odwołując swój werdykt z dysputy. Po pogrzebie Dembowski został rozpoznany jako upiór: miał zacząć wychodzić z grobu i straszyć, bić oraz zabijać ludzi, na Kamieniec zaś spadła zaraza. Chcąc zapobiec jego pośmiertnej aktywności, kamienieccy księża mieli poddać go ekshumacji i odciąć mu głowę rydlem. Po tym jednak dalej widziano go chodzącego, już z uciętą głową pod pachą. Ostatecznie jego ciało zostało spalone. Jest pochowany w katedrze w Kamieńcu Podolskim. Po śmierci biskupa Dembowskiego w tym samym roku, Jakub Frank z grupą zwolenników udał się na Wołoszczyznę w obawie przed zemstą talmudystów.