Moll wurde Anfang Mai 1945 verhaftet und am 15. November 1945 im Dachau-Hauptprozess im Rahmen der Dachauer Prozesse von einem amerikanischen Militärgericht als Kriegsverbrecher angeklagt und am 13. Dezember 1945 mit 35 weiteren Angeklagten zum Tod durch den Strang verurteilt. Im Urteil berücksichtigt wurden seine individuellen Exzesstaten, darunter die Misshandlung von Häftlingen und die Erschießung von Gefangenen auf dem von Kaufering ausgehenden Evakuierungsmarsch. Seine Verbrechen in Auschwitz waren nicht Teil der Anklage und wurden damit nie gerichtlich geahndet. Ein halbes Jahr nach seinem Todesurteil wurde er am Rande des Nürnberger Prozesses mit seinem ehemaligen Vorgesetzten Höß konfrontiert. Während dieser die eigenen Verbrechen zugab und auch den Tätigkeitsbereich seines Untergebenen klar beschrieb, stritt Moll die Beteiligung an der Judentötung weitestgehend ab.