隨後，審判長按起訴書，逐條詢問犯罪事實。陳公博均供認不諱。接著，又由法庭指定律師為陳辯護。
對陳的辯護理由，法庭一一予以駁斥。鐵的事實，使陳公博啞口無言。退庭時，已是晚上8時20分。
4月12日下午，江蘇高等法院再次開庭，對陳公博進行宣判。審判長宣讀判決書主文：“陳公博通謀敵國，圖謀反抗本國，處死刑……”陳的雙腿不停抖動，神情緊張。審判長繼續宣讀：“褫奪公權終身，全部財產除酌留家屬必需之生活費外，予以沒收。”
這時，陳才回過神來，回頭向左右旁聽席上四望。當法官詢問陳是否上訴時，陳回答道：“我上次審判時已說明過，無論如何決不上訴。審判長能在上次讓我朗讀完《八年來的回顧》全文，我心滿意足了，應對審判長及各位表示感謝。”
陳公博知道，自己的案子是蔣介石鐵定了的，申請複判只是徒勞。可是，陳公博的老婆李勵莊不死心，向南京最高法院遞交了《申請複判狀》，請求重審重判。
最高法院特種刑事法庭很快駁回了李勵莊的上訴，核准了江蘇高等法院對陳公博的死刑判決。
6月1日，司法行政部也核准了對陳公博的死刑判決。次日，陳公博被移往蘇州獅子口江蘇第三監獄，等待執行死刑。陳公博知道自己來日不多，倒也顯得心神氣定。同獄的大小漢奸們，想趁這個機會，求點陳公博的“遺墨”。陳公博有求必應，樂此不疲。
這天，天剛蒙蒙亮，陳公博起床後，剛剛洗漱完，看守長拿著一迭宣紙，匆匆進來。
“陳先生，請你為我寫一副對聯吧。”看守長的語氣有些急促。“你想寫什麼呢？”陳公博似乎有些不太情願，礙于看守長的面子，不寫也不好。“寫什麼都可以，你看著辦吧。”
陳公博展開宣紙，稍作思考，飽蘸濃墨，便寫了起來：大海有真能容之量;
上聯寫完，陳公博眯著雙眼，仔細端詳這幾個字。可能是剛剛起床，心境平和，字寫得剛勁有力，他面露幾分得意之色。接下來，陳公博一氣呵成，寫完了下聯：明月以不常滿為心。
當寫到最後一個“心”字時，囚室門“嘩啦”一聲打開，幾名法警荷槍實彈走了進來。
陳公博手一抖，一滴墨水掉在白紙上。
“是不是今天執行？”陳公博面色蒼白，極力想掩飾內心的恐慌。法警不置可否。
“我可以寫幾句話嗎？”陳公博又問道。“可以。”一個當官模樣的警察點了點頭。陳公博提筆又寫了起來。
他先給家屬寫了遺書，接著又給蔣介石寫了封信。信中，陳公博仍念念不忘反共：“公博雖死，決無怨言。懸懸放不下的，還是共產黨問題，這個問題，關系到國家前途，不得不盡量和先生說，或者將死之言可以感動先生。”想想停停寫了好一陣，仍未寫完，他自言自語：“當局自有成竹在胸，寫了也未必管用，還是不寫了吧。”將筆一放，說道：“走吧，來生再會。”說完還故作灑脫地跟法警握了握手。于是，曆史上就留下了一封陳公博未完成的致蔣信。
大約在8點半鍾，陳被帶到監獄設置的臨時法庭上。法官循例問了問陳公博的姓名、年齡、籍貫等，接著宣讀死刑執行書。宣讀完畢，法官問：“陳公博，你有什麼話要說？”
陳猶豫了一下，回答道：“我給蔣主席的信，只寫了三分之一。”“可否在1小時內續成？”“不必了！”
“你有多少動產不動產？”“你們可以調查。”“你還有什麼要求？”
“我有鋼筆一支，是兆銘兄所贈;有一枚一等旭日大綬章，為天皇所贈。此兩物都在我床上，要求隨葬……”
“好了，你還有什麼要說的？”法官見陳至死不改漢奸本性，打斷了他的話。
陳又要求和汪精衛的老婆陳璧君及褚民誼訣別，獄方同意了他的要求。
陳公博整了整衣冠，取了一把自己用的茶壺，來到隔壁陳璧君的囚室。他向陳璧君鞠了一躬，雙手捧上茶壺說：“夫人，我先走一步，隨汪先生去了。牢中別無長物，這把茶壺送您，權作留下紀念吧。”