Flesch ble 2. desember 1946 av Frostating lagmannsrett dømt til døden for tortur og drap. Da dødsdommen senere ble forkynt for Flesch, kvitterte han bare med «Gerhard Flesch, SS-». Da han ble spurt om han ennå var , svarte han: «Jeg er og forblir .» I samtale erklærte han at han ikke hadde foretatt seg annet enn det en god soldat skal gjøre. Ifølge legen som fulgte med til retterstedet, var Fleschs siste ord: «Dette er også en herlig dag. Heil Hitler!» Da han ble hentet fra Vollan fengsel, hadde han satt seg kraftig til motverge, og ble da kjørt til en ny celle i fengselet ved Kristiansten festning der han ble henrettet ved skyting. Det var midnatt og stille frostvær da han ble bundet til pålen og fikk bind for øynene med politimester Erling Østerberg til stede. Da blinken ble festet på brystet hans, var Flesch rolig og sa: «Ist auch ein Herz wirklich da?» (= Er det virkelig et hjerte der?). Han ble bisatt på Trondheim sykehus av fengselspresten, og dagen etter sendt med toget til anatomisk institutt ved universitetet i Oslo.