הרטמן נמסר עם אנשי יחידתו לסובייטים ב-24 במאי 1945, בהתאם להסכם למסירת שבויי מלחמה שנערך בוועידת יאלטה. הוא סירב לשתף פעולה עם המודיעין הסובייטי או להצטרף לחיל האוויר של גרמניה המזרחית, והואשם בפשעי מלחמה שקריים - בהם ירי מכוון על 780 אזרחים בבריאנסק, תקיפת מפעל לחם והשמדת 345 מטוסי קרב יקרים. הרטמן סירב להודות באשמה וניהל את הגנתו המשפטית בעצמו. הוא הורשע ונידון ל-25 שנות מאסר עם עבודת פרך. בעקבות סירובו לעבוד במאסר, הוא נשלח פעמים רבות לבידוד והועבר בין כמה מחנות עבודה.