Göring được đưa đến Mondorf-les-Bains, Luxembourg, nơi có một trại tạm giam tù binh chiến tranh được đặt trong khách sạn Palace. Tại đây ông tiến hành cai dihydrocodeine (một dẫn xuất êm dịu của morphine) bằng việc giảm lượng morphine khoảng từ 3 đến 4 gren (260 đến 320 mg) một ngày và đặt trong một chế độ ăn kiêng khắt khe; ông sụt 60 pound (27 kg). Trong quãng thời gian tạm giam ông được kiểm tra IQ và chỉ số kết quả là 138.[111] Vào tháng 9 hàng loạt những quan chức hàng đầu của Đức Quốc xã được chuyển đến Nuremberg, địa điểm tổ chức một loạt các phiên tòa quân sự khởi động vào tháng 11.[112]

Göring là nhân vật xếp hàng số hai của Đức Quốc xã được đem ra xét xử tại Nuremberg, đứng sau Tổng thống Đế chế (cựu Đô đốc) Karl Dönitz. Bên khởi tố chia bản cáo trạng ra làm bốn tội danh, bao gồm một tội về âm mưu tiến hành chiến tranh xâm lược; các tội ác chiến tranh; bao gồm cướp bóc, di dời các tác phẩm nghệ thuật và các tài sản khác đến Đức; và các tội ác chống lại loài người, bao gồm việc thủ tiêu những thường dân và đối thủ chính trị dưới sắc lệnh Nacht und Nebel (Đêm đen và Sương mù); việc tra tấn và ngược đãi những tù binh chiến tranh; việc giết hại và bắt dân thường làm nô lệ, bao gồm ước tính 5.700.000 nạn nhân người Do Thái tại thời điểm đó. Göring không được phép trình bày dài dòng, ông tự tuyên bố bản thân "không có tội về mặt ý nghĩa của bản cáo trạng".[113] Phiên tòa diễn ra trong vòng 218 ngày; bên nguyên trình bày trường hợp của họ từ tháng 11 đến tháng 3, tiếp đến là lượt bào chữa của Göring được thực hiện đầu tiên kéo dài từ ngày 8 đến 22 tháng 3. Phán quyết của tòa được tuyên vào ngày 30 tháng 9 năm 1946.[114] Göring với việc bị buộc phải giữ im lặng khi ngồi trên ghế dành cho bị cáo trong phiên tòa đã truyền đạt, bày tỏ ý kiến của mình bằng những cử chỉ, lắc đầu, hoặc là cười. Ông liên tục ghi chép, thì thầm với các bị cáo khác và cố gắng kiểm soát hành vi bất thường của Rudolf Hess, người ngồi bên cạnh.[115] Trong các quãng thời gian tòa tạm nghỉ, Göring nỗ lực chi phối các bị cáo còn lại và cuối cùng ông bị biệt giam khi cố gắng tìm cách tác động lên lời khai của họ.[116]

Sĩ quan tình báo và nhà tâm lý học Gustave Gilbert, một người Mỹ nói tiếng Đức, đã phỏng vấn Göring và những bị cáo khác trong giai đoạn diễn ra phiên tòa.[115] Gilbert giữ một cuốn nhật ký mà sau này ông đã xuất bản nó với tên gọi Nhật ký Nuremberg. Trong đó có đoạn miêu tả Göring vào buổi tối ngày 18 tháng 4 năm 1946, thời điểm phiên tòa đang tạm nghỉ Lễ Phục sinh ba ngày:

Tối hôm đó, trong buồng giam của mình, Göring đổ mồ hôi, lo lắng, mất niềm tin và không quá vui mừng với chiều hướng phiên tòa đang diễn ra. Ông nói ông không được tự do hành động hay không được những người khác biện hộ, và rằng bản thân ông trước đó chưa bao giờ bài Do Thái, ông không tin vào những hành động tàn bạo đó, và rằng một số người Do Thái đã được mời để làm chứng cho ông.[117]

Tại phiên tòa, đã có vài lần bên nguyên cho chiếu những thước phim về các khu trại tập trung và các hành động tàn bạo khác. Tất cả những người có mặt, bao gồm cả Göring, đều thấy những nội dung gây sốc; ông cho rằng chúng nhất định là giả tạo. Các nhân chứng trong đó có Paul Koerner và Erhard Milch cố gắng mô tả Göring là một người ôn hòa. Milch phát biểu rằng chống lại Hitler hay không tuân theo những mệnh lệnh của ông ta là điều không thể; làm như thế gần như sẽ chuốc lấy cái chết cho bản thân và cả gia đình.[118] Đến lượt tự bào chữa, Göring nhấn mạnh về lòng trung thành của ông với Hitler, và tuyên bố không hề biết về những gì đã xảy ra trong các trại tập trung, những địa điểm đặt dưới sự kiểm soát của Himmler. Ông đưa ra câu trả lời lảng tránh, khó tiếp nhận cho các câu hỏi trực tiếp và có những lời bào chữa chính đáng cho tất cả mọi việc mà ông làm trong thời kỳ chiến tranh. Ông lợi dụng lượt làm chứng của mình như một cơ hội để diễn giải chi tiết và rất dài về vai trò của mình trong Đế chế, với nỗ lực trình bày bản thân như là một sứ giả hòa bình và nhà ngoại giao trước thời điểm cuộc chiến nổ ra.[119] Trong buổi chất vấn, trưởng công tố viên Robert H. Jackson đã đọc biên bản của một cuộc họp được tổ chức không lâu sau cuộc tàn sát Kristallnacht diễn ra vào tháng 11 năm 1938. Tại cuộc họp đó, Göring đã có âm mưu lợi dụng cuộc tàn sát để tịch thu tài sản của người Do Thái.[120] Sau đó, bá tước David Maxwell-Fyfe chứng minh Göring không thể không biết về Cuộc tàn sát Stalag Luft III — vụ hành quyết bằng súng 50 phi công bị bắt lại sau một cuộc đào thoát khỏi nhà tù Stalag Luft III. Ông cũng trình bày bằng chứng rõ ràng chứng minh Göring biết đến hoạt động tàn sát người Do Thái Hungary.[121]

Göring bị xét phạm phải cả bốn tội và bị kết án tử hình bằng treo cổ. Phán quyết của tòa như sau:

Không có tình tiết giảm nhẹ nào để nói tới. Vì Göring thường, thực chất gần như luôn luôn, là kẻ chủ mưu thứ hai chỉ sau lãnh tụ của ông ta. Ông ta là người dẫn đầu cuộc chiến tranh xâm lược, cả với tư cách lãnh đạo quân sự và chính trị; ông là người chỉ đạo chương trình lao động nô lệ và là nhà sáng lập của chương trình áp bức chống lại người Do Thái và các chủng tộc khác, trong và ngoài nước. Tất cả các tội danh trên đã được ông thẳng thắn thừa nhận. Trong một số trường hợp có thể có mâu thuẫn trong lời khai, nhưng về mặt bao quát, lời thú nhận của cá nhân ông ta là đủ để kết luận về tội danh. Tội của ông ta lớn ở mức độc nhất. Hồ sơ cho thấy không có lời bào chữa nào dành cho người đàn ông này.[122]

Göring đã thỉnh cầu được tử hình bằng súng như một người lính thay vì bị treo cổ như một tội phạm thông thường, nhưng tòa từ chối.[123] Không chấp nhận việc phải tuân theo bản án do những kẻ bắt giữ mình áp đặt, ông đã tự sát bằng một viên con nhộng có chứa kali xyanua trong đêm trước thời điểm thi hành án.[3] Một giả thuyết giải thích cho việc làm thế nào mà Göring có được viên thuốc độc để tự sát cho rằng Trung úy Lục quân Hoa Kỳ Jack G. Wheelis, người đứng canh tại tòa án Nuremberg, đã lấy được những viên thuốc giấu ở giữa đống vật dụng cá nhân của Göring mà trước đó bị quân Mỹ tịch thu và trao chúng đến tay ông;[124] sau khi bị Göring mua chuộc bằng chiếc đồng hồ, cây bút, và hộp đựng thuốc lá điếu; tất cả đều bằng vàng.[125] Vào năm 2005, cựu binh Herbert Lee Stivers của Lục quân Hoa Kỳ, người từng phục vụ trong Trung đoàn Bộ binh số 26 thuộc Sư đoàn Bộ binh số 1 và từng là lính bảo vệ danh dự tại tòa Nuremberg, tuyên bố ông đã đưa cho Göring thuốc "medicine" giấu trong một chiếc bút máy mà một phụ nữ Đức yêu cầu ông lén đưa vào nhà tù trước đó.[126]

Cũng như những tử tù khác, thi thể của Göring được trưng bày tại địa điểm hành quyết để minh chứng cho việc bản án đã được thi hành. Sau đó, những thi thể này được hỏa táng và tro được rải xuống sông Isar.[127][128]