Na koniec II wojny światowej Chen uciekł do Japonii i zaraz po oficjalnej kapitulacji Japonii
9 września 1945 r. chiński przedstawiciel, generał He Yingqin, poprosił przedstawiciela Japonii, generała Okamura Yasuji, o wydanie Chen Gongbo do Chin na proces o zdradę. Wniosek został spełniony przez amerykańskie siły okupacyjne, a Chen został eskortowany z powrotem do Chin 3 października. Podczas procesu bronił się energicznie, twierdząc, że jako prezydent odmówił współpracy z Japończykami w kilku istotnych sprawach i działał tylko z powodu lojalności wobec swojego przyjaciela, Wang Jingwei. Mimo to został uznany za zdrajcę i skazany na śmierć. Spokojnie przyjął swój los, mówiąc, że "wkrótce połączę się z Wang Jingwei w następnym świecie". Chen został stracony przez pluton egzekucyjny w Suzhou, Jiangsu, 3 czerwca 1946 roku.