Frank byl zatčen americkými jednotkami 4. května 1945 v Neuhaus am Schliersee nedaleko Tegernsee. Krátce po svém zatčení se pokusil o sebevraždu, při které si chtěl podříznout hrdlo. O dva dny později se pokusil o druhou sebevraždu, při které si pořezal paži. Po zatčení byl obviněn z válečných zločinů a souzen norimberským tribunálem. Pod hrozbou trestu smrti se navrátil ke katolické víře. Frank dobrovolně odevzdal více než 40 svazků svých osobních deníků. Záznamy z nich pak byly použity jako důkazy o jeho vině. Během procesu u něj došlo k jakémusi obrácení a před soudem prohlásil: „Vina Německa nebude smazána ani za tisíc let.“