Při Norimberském procesu s válečnými zločinci vystupoval Wolff jako svědek obžaloby. Sám byl v roce 1949 odsouzen ke čtyřem letům vězení. Po svém propuštění (v roce 1953) byl znovu souzen (v roce 1964) za napomáhání k vraždě 300 000 Židů. Byl odsouzen k 15 letům vězení, ale již roku 1969 byl propuštěn ze zdravotních důvodů. Karl Wolff zemřel roku 1984 v německém Rosenheimu.