Grunnet hans og Vichyregimets nære samarbeid med Nazi-Tyskland ble han i 1945 stilt for retten for landssvik. Han ble dømt til døden, men president de Gaulle omgjorde dommen til livsvarig fengsel, på grunn av Pétains alder og ærefulle innsats under første verdenskrig. Pétain ble holdt i fangenskap på den avsidesliggende øya Île d'Yeu utenfor Frankrikes vestkyst, frem til sin død seks år senere, 95 år gammel.