Po osvobození Paříže se Brasillach nějakou dobu skrýval, ale když se dozvěděl o zatčení své matky, dobrovolně se 14. září 1944 přihlásil úřadům. Dalších pět měsíců strávil ve vězení. Proces ním byl zahájen 19. ledna 1945 a byl odsouzen k trestu smrti. Tento rozsudek vzbudil v řadách francouzských literátů rozruch a nastolil otázku, nakolik je správné odsoudit k smrti někoho, kdo se dopustil pouze „intelektuální kolaborace“. Člen hnutí odporu a spisovatel François Mauriac zorganizoval petici žádající po Charlesi De Gaullovi zmírnění trestu. De Gaulle na to nepřistoupil a Brasillach stanul v Montrouge před popravčí četou. Byl pohřben na hřbitově Charonne v Paříži.