В края на Втората световна война Чен избяга в Япония и веднага след това
Официалната капитулация на Япония на 9 септември 1945 г., китайският представител генерал Хе Йингчин моли японския представител генерал Окамура Ясуджи да екстрадира Чен Гонгбо в Китай за съд за измяна. Искането е удовлетворено от американските окупационни сили и Чен е ескортиран обратно в Китай на 3 октомври. На процеса той се защитава енергично, твърдейки, че като президент е отказал да сътрудничи на японците в няколко важни въпроса и е действал само заради лоялността си към приятеля си Уанг Дзинвей. Въпреки това бил осъден за измяна и осъден на смърт. Той прие спокойно съдбата си, казвайки, че "скоро ще се събера с Уанг Дзинвей в другия свят". Чен е екзекутиран от стрелба в Сучжоу, Дзянсу, на 3 юни 1946 г.