1945年8月日本战败后，10月川島芳子在北平东四九条胡同34号私宅被中华民国军统局逮捕，并以汉奸罪名被提出公诉。1947年10月22日被判處死刑；1948年（民國37年）3月25日在写完遗书之后，早上六點廿分於北平第一监狱被执行槍斃，骨灰一半葬於北平，另一半被日本僧人古川大航送回日本。