Kivimäki päätyi venäläisten vaatimuksesta syytetyksi sotasyyllisyysoikeudenkäynnissä, vaikka hän ei muodollisesti ollutkaan sota-aikana harjoitetusta politiikasta vastuunalainen poliitikko vaan pelkkä virkamies. Kivimäen väitettiin kuitenkin aktiivisesti juonitelleen saksalaisten hyväksi ja välittäneen Suomen hallitukselle väärää tietoa edistääkseen maiden liittoutumista. Monissa hänen raporteistaan oli jälkeenpäin arvioiden ollutkin yksipuolisuutta. Sotasyyllisyysoikeus aikoi alkujaan vapauttaa Kivimäen, mikä oli keskeisiä syitä siihen, että pääministeri Paasikivi joutui viime hetkellä – valvontakomission vaatimuksesta – painostamaan oikeutta tiukempiin tuomioihin. Lopulta Kivimäki tuomittiin helmikuussa 1946 viideksi vuodeksi vankeuteen, josta hän pääsi ehdonalaiseen vapauteen istuttuaan puolet tuomiostaan elokuussa 1948. Ehdonalaisvalvojaksi tuli hänen vanha ystävänsä Eino Tulenheimo. Helsingin yliopisto toivoi Kivimäen ja Edwin Linkomiehen täydellistä armahtamista, sillä heitä pidettiin professoreina korvaamattomina ja kansalaisluottamuksen menetys esti valtion virassa toimimisen. Presidentti Paasikivi armahti kaikki sotasyylliset lopullisesti toukokuussa 1949, jolloin Kivimäki ja Linkomies saattoivat palata virkoihinsa.