10 sierpnia 1945 została schwytana i przesłuchana przez władze amerykańskie. Po wydaniu jej w listopadzie 1946 r. władzom polskim została osądzona przez Najwyższy Trybunał Narodowy w pierwszym procesie oświęcimskim. Uznana za winną, wobec ogromu popełnionych zbrodni, skazana została 22 grudnia 1947 na karę śmierci przez powieszenie. Niedługo przed egzekucją błagała byłą więźniarkę Auschwitz, również przetrzymywaną na Montelupich, o przebaczenie. 24 stycznia 1948 r. o wschodzie słońca (7:09) Maria Mandel (lat 36, wzrost 1,64 cm, waga 60 kg) oraz inni skazani: Arthur Liebehenschel, Hans Aumeier, Max Grabner, Karl Ernst Möckel zawiśli na szubienicy w więzieniu Montelupich w Krakowie. Ciało jej zostało przekazane do dyspozycji Akademii Medycznej w Krakowie jako materiał poglądowy.