فروردین 1298 وثوق‌الدوله(رییس‌الوزرا) او را به حکمرانی گیلان برگزید. این انتصاب با اوج‌گیری قیام میرزا کوچک‌خان جنگلی مقارن بود. به دستور تیمورتاش تعداد قابل توجهی از آزادیخواهان نهضت جنگل در گیلان به دار آویخته شدند. او در یک مورد در حالت مستی دستور به دار آویختن 5 نفر از کارگران عادی که مشغول حمل زغال از جنگل به شهر بودند را صادر کرد و این حکم بلافاصله به اجرا گذارده شد. تیمورتاش سی‌ام مهر همان سال به دلیل بدرفتاری با مردم و ایجاد رعب و وحشت در شهر، برکنار شد. سرهنگ پاشاخان باجناق رضاشاه که ریاست کل زندان‌ها را برعهده داشت همراه با پزشک احمدی منتظر بودند تا دستور اجرای قتل صادر شود. آنها ابتدا بازوی تیمورتاش را گرفتند و در شرایطی که او مقاومت می‌کرد سم را به داخل رگ‌هایش تزریق کردند. سم کارگر نشد و در نتیجه تلاش تیمورتاش برای پرهیز از مرگ و تلاش پزشک احمدی برای کشتن طعمه خود، سر و بدن تیمورتاش خون‌آلود شد. سرانجام برای اینکه کار زودتر به پایان برسد با بالش او را خفه کردند. این، دو پرده از زندگی «عبدالحسین تیمورتاش» وزیر سابق دربار «رضاخان» به فاصله 12 سال بود. او بیست‌وهفتم اسفند 1311، به اتهام ارتشا به 3سال حبس انفرادی، که مستلزم محرومیت از تمام حقوق اجتماعی و استرداد مال حاصل از ارتشا بود و همچنین به پرداخت 38هزار و 592 تومان و یک‌هزار و 712 لیره انگلیسی محکوم شد؛ محکومیتی که با قتل او در زندان به پایان رسید.
درباره دلایل کینه ناگهانی رضاخان از تیمورتاش و برکناری و بعد انداختن او به زندان و قتل او، دیدگاه‌های مختلفی وجود دارد. به موجب یکی از این دیدگاه‌ها، تیمورتاش قدرتی معادل قدرت رضاشاه در کشور پیدا کرده بود و نگرانی رضاشاه از آینده فرزندش که ولیعهد و جانشین او محسوب می‌شد از جمله دلائل اقدام او در دور کردن تیمورتاش از صحنه قدرت به شمار می‌رود یک هفته بعد از برکناری تیمورتاش، وزیر مختار انگلیس در گزارشی به لندن به نگرانی رضاشاه از آتیه فرزندش اشاره کرد و آن را دلیل کنار نهادن تیمورتاش اعلام کرد. رضاشاه که زمانی درباره وزیر دربار مقتدر خود گفته بود «قول تیمور قول من است» پس از کشتن او گفت «از اول خلقت، چنین آدم خائنی وجود نداشته است».
