I januar 1946 vitnet han i saken mot Kaltenbrunner og fremsto der fattet og behersket. Ohlendorfs velpleide fremtoning og presise formuleringer sto i klar kontrast til Kaltenbrunners truende fremtoning. Kaltenbrunner benektet til å begynne med at Einsatzgruppene eksisterte, mens Ohlendorf fortalte at de opererte under Kaltenbrunners myndighet og ansvarsområde. Ohlendorf regnet med å dra fordeler av sin samarbeidsvilje med amerikanske myndigheter, og på dette tidspunktet var det uklart om han ville bli tiltalt for noe som helst.