兼任陆军士官学校校长。1941年4月28日晋升陆军大将，曾担任陆军航空总监。1944年以后先后任第7方面军、第12方面军司令官。第二次世界大战结束后，土肥原贤二被驻日盟军总司令部下令逮捕。1948年11月12日，远东国际军事法庭（东京审判）判定其为甲级战犯，判处绞刑，12月23日在东京巢鸭监狱执行绞刑时，抽签抽到第一个接受绞刑。1978年10月入靖国神社合祀，并祀于殉国七士庙。
评价.土肥原贤二是当时日本的「中国通」，他熟读《三国》、《水浒传》，了解中国民族性，因此土肥原重