松井当时患有肺炎，直到3月才康复。收监前，松井设宴款待亲友，在会上称：「我肯定是活不成了。即使死，我也希望自己是振兴亚洲而死，成为人中豪杰。真不想让世人认为我是因为虐杀中国人而死。」，之后他要求妻子收养长期服侍他们的女佣久江为养女，并和他一样从神道教改信佛教。1946年3月6日，松井被收入东京的巢鸭监狱。
受审与处决：1946年至1948年.同盟国为审理日本战争罪犯而设置了「远东国际军事法庭」，是为「东京审判」。1946年4月29日，法庭起诉包括松井在内的28名嫌疑人，检方指控松井