Buch greps av amerikanska soldater den 30 april 1945 och sattes i krigsfångelägret "Askkoppen" i Mondorf-les-Bains i sydöstra Luxemburg. Den amerikanska underrättelsetjänsten företog en rad förhör med Buch, och han inkallades som vittne vid krigsförbrytarrättegången i Nürnberg 1945–1946. En denazifieringsdomstol i Garmisch-Partenkirchen dömde i augusti 1948 Buch till fem års fängelse. Straffet reducerades dock senare, och i september 1949 frisläpptes han. Samma månad begick Buch självmord; han skar upp handlederna och kastade sig i sjön Ammersee i Bayern.