Kuppet mot Hitler slo feil, og Matuschka ble arrestert av Gestapo. Han ble dømt til døden av Volksgerichtshof den 14. september 1944 og henrettet ved hengning samme dag i Plötzenseefengselet sammen med offiseren Heinrich Graf zu Dohna-Schlobitten, den katolske presten Hermann Josef Wehrle og offiseren Nikolaus von Üxküll-Gyllenband.