8 maja 1945 roku podpisał w Berlinie akt bezwarunkowej kapitulacji niemieckich sił zbrojnych, po czym został aresztowany 13 maja 1945 i osądzony przez Międzynarodowy Trybunał Wojskowy w Norymberdze. Keitel stawił się na proces w błękitnym garniturze, prosząc o rozpatrzenie faktu, iż próbował złagodzić rozkazy wydawane przez Adolfa Hitlera. Na pytanie, czy czuje się winnym, odpowiedział przecząco; wyjaśniał swój wkład w II wojnę światową tym, że jak każdy żołnierz musiał wykonywać rozkazy. Gdy odczytano wyrok skazujący Keitla, ten stał sztywno, nie okazując żadnej reakcji emocjonalnej.