Después de la guerra, Doihara fue detenido por las autoridades de ocupación americanas y juzgado ante el Tribunal Penal Militar Internacional para el Lejano Oriente en Tokio, por crímenes de guerra. Fue declarado culpable de los cargos 1, 27, 29, 31, 32, 35, 36, y 54 y condenado a muerte. Fue ahorcado el 23 de diciembre de 1948 en la Prisión de Sugamo.