而且在破壞和平的陰謀實施階段，土肥原已不是次要角色，而是帝國軍事參議院的成員，更是集團軍和方麵軍的司令官。土肥原因為參加準備、發動和進行侵略戰爭，因為破壞戰爭的法規和慣例，被國際軍事法庭判處絞刑。在遠東國際軍事法庭宣判的25名戰犯中，土肥原和板垣是被判定犯罪條款最多的兩人，他們都犯有“破壞和平罪”。判決書中說：
滿洲事變前，土肥原在中國滯留達18年之久，在日本陸軍部內被視為中國問題專家。土肥原對於日本在滿洲進行的對華侵略戰爭，由開始到後來日本控製下的滿洲國的建立，一直有著密切的關係。
在中國其他地區，土肥原也以政治謀略、武力威脅、軍事幹涉等手段，在推動日本侵略步伐上起到了舉足輕重的作用。
為了把東亞及東南亞置於日本控製之下，在軍部的其他領導者為此製訂方案，進行準備及具體實施之時，土肥原與這些人關係密切，積極為他們獻計獻策，與他們共同行動。
當不再需要他對中國的特殊知識以及他在華行使陰謀的能力時，土肥原被任命為野戰指揮官，直接到中國現地從事直接的侵略戰爭，為實現他自己參加製訂的侵略計劃而直接工作。該人不但參與了對中國的戰爭，而且參與了對蘇維埃社會主義聯盟以及1941年至1945年間日本對法蘭西共和國以外的所有國家的侵略戰爭。
在1938年和1939年對蘇聯進行的戰爭中，土肥原當時是配屬參謀本部的中將，該參謀本部為指揮哈桑湖戰役的最高權力機關。在諾門坎戰鬥中，土肥原指揮的陸軍部隊參加了戰鬥。
土肥原自1944年4月至1945年4月間，曾任第七方麵軍指揮官，他的指揮權限包括馬來西亞、蘇門答臘、爪哇、婆羅洲等地。對於被告在其指揮區內保護戰俘，使之免於遭受殺害、拷打等事項，被告方麵提供的舉證，多有矛盾之處。被告至少在對戰俘食物及醫療藥品的供應方麵不能推卸責任。在這方麵，有確鑿的證據表明，戰俘曾深受虐待。由於不給予充分食物，以致戰俘們食不果腹，營養不良，而導致疾病叢生，戰俘死亡率達到驚人的程度。
這種狀況隻是發生在戰俘方麵，而作為戰犯的日軍卻根本沒有這種情況發生。因此，辯護方麵提出的“該地區日軍戰局惡化，交通斷絕，故而對戰俘不能維持更好的供應”的說法不能成立。相反有證據表明，此項原本就有的供應是因土肥原決定的方針而被中斷的。
基於上述確鑿的事實，根據法庭憲章規定，土肥原所犯罪行應按甲等罪犯，即破壞和平罪審理。
1948年12月23日零時整，在東京的巢鴨監獄裏開始執行絞刑。30分鍾後，行刑結束。七名被判處絞刑的日本戰犯東條、廣田、土肥原、木村、鬆井、武藤、板垣，在同盟國對日委員會成員麵前被絞死。
土肥原的一生可謂給日本帝國主義立下了“赫赫戰功”，但多行不義必自斃，雖然在他看來，自己也許擁有“輝煌”的一生，但不知他的頭伸出絞刑架的一刹那，心中又作何感想？