抗日战争全面爆发后,在日军向北平大举进攻之时,驻通县的“冀东防共自治政府”所辖的保安队第1、第2总队官兵,在总队长张庆余、张砚田率领下,于同年7月28日反正,当晚他们封闭城门,断绝城内交通,切断邮电联系,占领“冀东防共自治政府”。起义军击毙日本特务机关长细木繁及所有日本顾问。接着,起义军攻进孔庙捉拿殷汝耕。殷慌乱中爬上贮银厨顶,蜷缩着身子躲了起来。起义军遍寻不着,就对殷的勤务兵说:“你不交出殷汝耕,非严惩不可!”勤务兵为了保命,就朝厨顶佯言道:“长官,请出来吧,张大队长迎接你来啦!”殷信以为真,忙从厨顶一跃而下,当即束手就擒。
次日夜,起义军押解殷汝耕向北平进发。不料,囚车忽被从北平杀出的日军冲散。殷汝耕乘机逃脱,后由日军藏进北平“六国饭店”内。“通州事件”中殷汝耕虽保住了性命,但日子并不好过。细木繁的妻子为了替丈夫报仇,向日军指控“殷与起义军串通”,她说:“如果不是串通,为何殷汝耕没被杀死?”日军中也有人主张立即枪毙殷汝耕。最后,以“对事件阻止不力”为由,由日本宪兵队将他关进看守所。但日本军政头目对于奴颜媚骨的殷汝耕,还是持保护态度,终于宣布“无罪释放”。他感激涕零,表示忠心为日本主子效劳。汪伪政权成立后,他又应汪精卫之邀赴南京,先后担任伪“全国经济委员会特派委员”、伪“治理运河筹备处主任”、伪“治理运河工程局局长”等职。
日寇投降后,殷汝耕于当年12月5日被收押于北平炮局胡同陆军监狱。1946年6月26日被空运至南京,次日对他进行公审,有2000余人到庭旁听。殷汝耕深知自己罪恶深重,但又存侥幸心理。他挖空心思,罗列了条条“协助抗战”的功绩,写出数万言《自白书》,竭力美化自己,为所犯罪行辩解。
1947年7月,南京高等法院作出判决:“殷汝耕连续通谋敌国,图谋反抗本国,处死刑,剥夺公权终身。全部财产除酌留家属必需生活外,没收。”殷汝耕不服,数次申请复判,均被驳回。
同年12月1日决定对殷执行枪决,执行庭设在南京可容万人的朝天宫大殿,这天殿内殿外挤满观看的市民。随后,殷汝耕被押上囚车驶向老虎桥监狱,在法警监押下走向刑场。
此刻,他忽而口念金刚经:“一切有为法,如梦幻泡影,如露亦如电,应作如是观。”忽而大声叫喊:“本人并非叛国,我的心还是向着国家的。”但这一切均无济于事。执行人以小手枪对准殷脑后,弹从左额出,一枪未断气,再从鼻梁补上一枪,终毙命。这个中华民族的千古罪人,就此结束了可耻的一生。