1944年（昭和19年）、ロシア革命記念日にあたる11月7日に、国防保安法違反、軍機保護法違反、治安維持法違反により巣鴨拘置所でリヒャルト・ゾルゲと共に絞首刑に処された。
1944年11月7日，就在苏联十月革命纪念日当天，尾崎秀实以违反国防保安法（日语：国防保安法）、军机保护法（日语：军机保护法）、治安维持法的罪名，在巢鸭监狱处以绞刑，佐尔格也被绞死。