抗日戰爭全麵爆發後，在日軍向北平大舉進攻之時，駐通縣的“冀東防共自治政府”所轄的保安隊第1、第2總隊官兵，在總隊長張慶餘、張硯田率領下，於同年7月28日反正，當晚他們封閉城門，斷絕城內交通，切斷郵電聯係，占領“冀東防共自治政府”。起義軍擊斃日本特務機關長細木繁及所有日本顧問。接著，起義軍攻進孔廟捉拿殷汝耕。殷慌亂中爬上貯銀廚頂，蜷縮著身子躲了起來。起義軍遍尋不著，就對殷的勤務兵說：“你不交出殷汝耕，非嚴懲不可！”勤務兵為了保命，就朝廚頂佯言道：“長官，請出來吧，張大隊長迎接你來啦！”殷信以為真，忙從廚頂一躍而下，當即束手就擒。
次日夜，起義軍押解殷汝耕向北平進發。不料，囚車忽被從北平殺出的日軍衝散。殷汝耕乘機逃脫，後由日軍藏進北平“六國飯店”內。“通州事件”中殷汝耕雖保住了性命，但日子並不好過。細木繁的妻子為了替丈夫報仇，向日軍指控“殷與起義軍串通”，她說：“如果不是串通，為何殷汝耕沒被殺死？”日軍中也有人主張立即槍斃殷汝耕。最後，以“對事件阻止不力”為由，由日本憲兵隊將他關進看守所。但日本軍政頭目對於奴顏媚骨的殷汝耕，還是持保護態度，終於宣布“無罪釋放”。他感激涕零，表示忠心為日本主子效勞。汪偽政權成立後，他又應汪精衛之邀赴南京，先後擔任偽“全國經濟委員會特派委員”、偽“治理運河籌備處主任”、偽“治理運河工程局局長”等職。
日寇投降後，殷汝耕於當年12月5日被收押於北平炮局胡同陸軍監獄。1946年6月26日被空運至南京，次日對他進行公審，有2000餘人到庭旁聽。殷汝耕深知自己罪惡深重，但又存僥幸心理。他挖空心思，羅列了條條“協助抗戰”的功績，寫出數萬言《自白書》，竭力美化自己，為所犯罪行辯解。
1947年7月，南京高等法院作出判決：“殷汝耕連續通謀敵國，圖謀反抗本國，處死刑，剝奪公權終身。全部財產除酌留家屬必需生活外，沒收。”殷汝耕不服，數次申請複判，均被駁回。
同年12月1日決定對殷執行槍決，執行庭設在南京可容萬人的朝天宮大殿，這天殿內殿外擠滿觀看的市民。隨後，殷汝耕被押上囚車駛向老虎橋監獄，在法警監押下走向刑場。
此刻，他忽而口念金剛經：“一切有為法，如夢幻泡影，如露亦如電，應作如是觀。”忽而大聲叫喊：“本人並非叛國，我的心還是向著國家的。”但這一切均無濟於事。執行人以小手槍對準殷腦後，彈從左額出，一槍未斷氣，再從鼻梁補上一槍，終斃命。這個中華民族的千古罪人，就此結束了可恥的一生。