Po kapitulacji Japonii został aresztowany przez amerykańskie władze okupacyjne i postawiony przed Międzynarodowym Trybunałem Wojskowym dla Dalekiego Wschodu. Postawiono mu zarzut dopuszczania się zbrodni wojennych i niepodjęcia żadnych kroków, zmierzających do powstrzymania rzezi cywilów i jeńców wojennych w Nankinie. Obrona wysuwała argument stanu zdrowia generała (w czasie działań wojennych i masakry nankińskiej chorował). Jednak oskarżyciele podkreślali fakt, że mimo iż chorował, nie przeszkadzało mu to w kierowaniu działaniami wojennymi ani w triumfalnym przybyciu do miasta, w czasie eskalacji okrucieństwa. Iwane Matsui został uznany za winnego zbrodni i stracony przez powieszenie. Wyrok wykonano w więzieniu Sugamo w Tokio, gdzie stracono również sześciu innych zbrodniarzy, m.in. Hideki Tōjō. W chwili śmierci miał 70 lat.