因為在當時，關于土肥原賢二的犯罪證據嚴重不足，如果他拒絕提供證詞，那么根據英美法律就不能對他定重罪。
所以在法庭歷時兩年多的審判當中，他只說了四個字，也就是當審判長問他是否承認自己有罪時，土肥原回答“主張無罪”，此后再不開口，全部審判過程都是由律師代理的。
然后，中華民族駐遠東軍事法庭首席審判官梅汝璈先生，卻在半年后接到了一個神秘的包裹。
當他打開包裹看清里面的東西后，據他的助手回憶，梅先生大半夜興奮的敲開了另一名中國法官倪征燠的房門，半夜里揮動著手里的東西大叫：
“證據，證據！土肥原賢二的犯罪證據我們有了！”
在隨后的庭審里，大量關于土肥原賢二在中國犯下戰爭罪行的充分證據，出現在了法庭上，再加上梅汝璈和倪征燠法官的努力，終于徹底擊潰了土肥原賢二的心理防線。
1948年11月，土肥原賢二以“破壞和平、違反戰爭法規慣例及反人道”等罪行，在巢鴨監獄執行絞刑。
1948年12月23日，在判決書下達41天后，通過抽簽的方式，土肥原賢二第一個走上了絞刑臺。
他由兩名執行憲兵押著，走完13級臺階，然后立正站著。執行法官先用英語，再用日語命令道：“土肥原賢二，原地轉過身來！“
這里，將是土肥原賢二人生的終點，喪鐘正在為他隆隆敲響。
行刑憲兵把黑布頭罩套在土肥原賢二的腦袋上，然后向執行官行舉手禮報告說：“一切準備完畢。”
然而，就在土肥原賢二等死的時候，那個美國憲兵忽然低聲對土肥原賢二說了一句話：
“孟紹原讓我告訴你，你永遠無法離開地獄！”
“孟紹原？”
土肥原賢二呆在了那里，忽然，他瘋狂的大叫起來：“這不可能，不可能！”
“行刑！”
執行官立刻按動下電鈕。絞刑臺上的活動踏臺猝然打開，土肥原賢二兩腳懸空，整個身軀沉入絞刑臺中。
在土肥原賢二死前的一瞬間，他忽然想到了自己才到上海擔任機關長時候他和孟紹原通過的那個電話。
“從淞滬之戰開始，我就沒有退路了，每一個中國人都沒有退路了！”
那天，孟紹原在電話里是這么對他說的：
“土肥原先生，你知道我的個性嗎？我這個人，口碑一向不好。心胸狹隘，睚眥必報，你敬我一尺，我未必會回敬你一丈，可你要是動了我的一根汗毛，我一定拔光你的滿頭頭發！”
然后，孟紹原告訴他：
“我的人，動不得。上海已經太平了許久，可當你拔掉我那么多聯絡點的時候，上海，開戰了！”
這場戰爭的勝負終究已經分出。
孟紹原，他贏了！