Leber fut arrêté par la Gestapo dès le , peu avant l’attentat du 20 juillet 1944. Le , commença devant la cour de justice du peuple un procès à grand spectacle contre Leber, Adolf Reichwein, Hermann Maass et . Leber fut condamné à mort et le jugement exécuté par pendaison le à la prison de Plötzensee. Il est enterré au cimetière boisé de Berlin-Zehlendorf.