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Son arrestation fut exécutée par une patrouille militaire qui l'appréhenda sans autorisation judiciaire, et l’emmena à une salle de l'Université Technique de l'État (UTE).
Il a été établi qu'à l'intérieur de l'UTE, Gregorio Mimica Argote est resté assis sur une chaise, les yeux bandés, pieds et poings liés, sous la garde d'autres officiers de l'armée de terre.
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Dans ces circonstances -comme il est consigné dans l'enquête de la procédure judiciaire- Moren Brito, qui était à l'époque chef de la Brigade Caupolicán de la DINA, a ordonné de tirer sur le prisonnier, qui succomba suite à un traumatisme cervico-facial et thoracique par des projectiles balistiques.
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« Antécédents qui permettent de conclure que la victime a trouvé la mort, en dehors de tout cadre légal, tandis qu'il se trouvait privé de sa liberté, sans défense, sous la surveillance d'agents de l'État et sans qu'aucune justification raisonnable n’existe », consigne la résolution de l’accusation.
La dépouille de Gregorio Mimica Argote a été retrouvée dans une fosse commune du Cimetière Général de Santiago, après avoir été considéré pendant plus de 37 ans comme « détenu disparu ».