Các án tử được thực hiện ngày 16 tháng 10 năm 1946 bằng treo cổ sử dụng phương thức thả tiêu chuẩn thay vì thả dài. Quân đội Mỹ bác bỏ thông tin cho rằng chiều dài thả rơi quá ngắn khiến các bị cáo chết từ từ do siết cổ thay vì chết ngay lập tức do gãy cổ,[51] nhưng vẫn có bằng chứng cho thấy một số kẻ bị kết tội chết từ từ trong đau đớn, vùng vẫy trong khoảng 14 đến 28 phút trước khi cuối cùng ngạt thở mà chết.[52][53] Người hành hình là John C. Woods.[54] Buổi xử tử diễn ra tại phòng tập gym của tòa nhà (bị phá hủy năm 1983).[55]

Mặc dù tin đồn từ lâu rằng các thi thể được đem đến Dachau và hỏa táng, thực chất quân Đồng Minh đã thiêu chúng ở một lò hỏa táng tại Munich, và tro cốt được rải khắp sông Isar.[56] Quan tòa người Pháp đề nghị rằng những tù nhân quân sự (Göring, Keitel và Jodl) bị xử bắn, theo tiêu chuẩn của các tòa án quân sự, nhưng Biddle và các thẩm phán Liên Xô phản đối, cho rằng các sĩ quan quân đội đã vi phạm đạo đức quân đội và không đáng để được chết bằng xử bắn, hình thức xử tử được coi là nhân đạo hơn.[cần dẫn nguồn] Những tên tội phạm nhận án tù được chuyển đến nhà tù Spandau năm 1947.

Trong số 12 bị cáo nhận án tử, hai người không bị treo cổ: Martin Bormann bị kết án khi vắng mặt (quân Đồng Minh không biết ông đã chết trong lúc chạy trốn khỏi Berlin vào tháng 5 năm 1945), và Hermann Göring tự sát vào đêm trước buổi hành quyết. 10 bị cáo còn lại đều bị treo cổ chết.