W 1948 stanął przed Międzynarodowym Trybunałem Wojskowym dla Dalekiego Wschodu w Tokio. Obrona Doihary wysuwała argument pogarszającej się w latach 1941–1945 sytuacji w rejonie Azji Południowowschodniej oraz zniszczenia linii dowożących zaopatrzenie do obozów jenieckich. W rzeczywistości jeńcom celowo ograniczano żywność. Został skazany na karę śmierci przez powieszenie, wyrok wykonano w grudniu 1948. Ciało zostało poddane kremacji, a prochy rozrzucone nad Pacyfikiem.