I april 1945 ble Mussolini pågrepet av italienske partisaner. Petacci ble tilbudt fritt leide, men hun valgte å bli hos Mussolini. Da partisanene den 28. april skulle henrette den tidligere diktatoren, blir det sagt at hun beskyttet ham med sin kropp. Mussolinis og Petaccis døde kropper ble fraktet til Milano, hvor de ble hengt opp ned fra en jernbjelke på en bensinstasjon på Piazzale Loreto. Den opphissede folkemengden ga da utløp for sin avsky mot ham. Foruten Mussolini og Petacci ble også Francesco Barracu, Alessandro Pavolini, Fernando Mezzasoma, Paolo Zerbino og Achille Starace hengt opp på tilsvarende måte.