在宣判的一瞬间，川岛芳子显得泰然、冷静，甚至有些释然的感觉。深深地吸了口气后，她理了理头发，自言自语地说道：“这些判决完全没有充足的证据，都是在瞎胡闹！”法警捉着她的手，带她走下审判席的时候，川岛芳子再次环顾了整个法庭，几千双眼睛紧紧地盯着她，有的人已经开始鼓掌，更多的人想从她的脸上找到一丝绝望，但是这个格格间谍带着微笑离开了，除此之外没有其它的情绪。
川岛芳子的生命似乎已经在1948年3月25日早晨6点40分结束，第一监狱西南角场地上的一声沉闷的枪声把属于这个女人的荣辱兴衰全部带走。在她颇不寻常的一生中，这一声绝唱为她画上了一个她应得的句号。
24日凌晨四点钟光景，一辆载满了荷枪实弹宪兵的卡车在夜色中飞驰向远离闹市的姚家井，这里是北平第一监狱，对川岛芳子的执刑即将开始了。蹲守在四周的记者们闻讯蜂拥而至，得知了这一消息的民众也不顾清晨的寒气相携而至。
天空寂寥、疏星零落，到达了第一监狱的宪兵把周围警戒起来。六点整，执行检察官何承斌、书记官陈继周、检验员宋纯义进入大门，他们将一个大大的信封交给了女监主任赵爱贞。当这个信封落到川岛芳子手里的时候，她还在装疯卖傻，时而傻笑时而呆滞，可是跟她熟络的赵爱贞没心情再看她的表演，转身离去。
安静孤寂的监牢里，川岛芳子颤微微地把信封捡起来，她知道这封信的涵义是什么。拆开，一份由元书红格纸写着的文件飘落下来。文头上一行醒目的朱红大字写着“驳回被告川岛芳子上诉的最终判决”，惊惧的表情爬上她邋遢的面庞，继而是仰天狂笑，跌倒在床被上。
直到赵爱贞再次来到监牢，川岛芳子仍是一动不动地躺着，她多么希望时间就这么凝固啊。一声清脆的开锁声把沉浸在思考中的川岛芳子带出了最后的梦幻，不曾梳头也无须洗脸，两人打了个照面，便在沉默中相继走出。
在影影绰绰的黑暗中，三步一岗五步一哨，戒备非常森严。两名法警扶持着她的胳膊，牵引着她走向她最后的“舞台”。第一监狱后院西南角上那个侍弄得宛如花园似的小农场——这是囚犯种菜的园圃，就是这次处决的临时刑场。许多记者在刑场外已经等候多时了，就似等待女主角出场，无论是文字记者还是摄像记者都严阵以待，准备在第一时间把消息发出去。可是到了川岛芳子进入刑场的时候，国内的记者却都全部被拒之于门外了，只有一个美联社的记者被允许进入刑场。抗议是意料中的事情，抗议无效也是意料中的事情，记者们只有张大耳朵期待那一声枪声，然后好写稿。
万籁寂静，刑场上没有一点声息。站到被指定的地方后，川岛芳子脑袋低垂着，摇摇晃晃像是要睡去了一般。执行检察官何承斌用司法人员特有的庄重声音，例行地开始询问姓名、籍贯和年龄等，川岛芳子梦呓般地应答着。
所有问题都要答完，那个最终的时刻就要来临，忽然间，这个好似梦游的人像是想起了什么，头猛地抬起，神情紧张，嘴唇轻轻地发颤，她用急切的、恳求的口吻说道：
“我要给我的父亲写封信！”
几个执行官对视了一眼，然后点点头：
“你说吧。”
“不，我要自己写。”
一叠纸被递到她手上，眼眶中的泪水一个劲地打转，川岛芳子用蘸着浓墨的笔写下了短短数行：
“父亲大人：终于三月廿五日的早晨执行了，请告诉青年们永远不止地祈祷中国之将来，并请到亡父的墓前告诉中国的事情，我亦将于来世为中国而效力。”
“还有什么事吗？”执行官再次问到。
川岛芳子沉吟了一会，脸上浮起一种苦笑，央求着说道：
“如果法官允许，我还想换换衣服。我有一套白纺绸的裤子和黑色的绸子上衣，是父亲为我做的寿衣，可以吗？”
而此时在监狱门外传来嘈杂的人声，还夹杂着砸门的砰砰响声，从半夜等在那里的记者和市民都不满地和宪兵争吵起来。这让几位执行官只想着快点把事情办完，别出什么乱子。
“不行，时间到了！”何承斌站起身迅速地回答。
两位法警把川岛芳子扶住，又按了下她的肩膀，令她面墙跪下。法警闪开，一个刑警托起马枪，一枪射去，她应声倒地。子弹从后脑穿出右额，头部浸在一摊浓浆的血泊里。几位执行官长长地舒了口气，检验员宋纯义把她还没有僵挺的尸体翻过身来，验明了正身，点点头表示认可了。三个执行官迅速地离开，留下法院收尸的夫役把尸体放到一块门板上，搭到墙角边，盖上半片破旧的席片。
7时过后，一副担架从监狱的后门抬出。记者们涌了上去，被血污涂盖的脸已无法辨认。日本长老古川大航认领了尸体，日善后连络班广赖和川岛芳子堂姐金幼贞也赶了过来给她裹上白毛毯和花布，做完佛事，送往朝阳门外日本人墓地火化。
后来古川大航透露说，在川岛芳子死时的衣兜里有几只毛粟子，手里还攥着写着绝命诗的纸片。诗曰：
“有家不得归，有泪无处垂，有法不公正，有冤诉向谁。”
这可以看做是她对自己生平一个最好的注解，它真实地记录了汉奸在寻找灵魂的归宿时，普遍会遇到的难堪。
各报记者们对于监狱方面阻碍新闻自由极为不满，事后不断向司法部门提出质问。法院对于记者们的质问也无可奈何，不了了之。但是，对川岛芳子的枪决真相却是传说纷纷，闹得满城风雨。报纸和杂志上成篇累牍地把这件事情加以渲染，有的报纸还设立了连载追踪报道，一时间几乎没有人相信川岛芳子已经真的死了。其中最神乎其神的一条传闻是：一位名叫刘风玲的女犯作了川岛芳子死刑的替身，其代价是10根金条。整件事的经过传说是这样的：囚犯刘风玲在监狱里得了重病，医生诊断没有治好的希望。监狱官员便找了刘风玲的妈妈，说要其女儿为某个身分很高的人作枪决的替身，如答应可换来10根金条，若不答应，母女二人性命难保，刘风玲的母亲就边哭边答应了。但当时只领了4根金条为定钱，剩余6根待执行死刑后去取。当老人按约定的日期前去领金条时，就再也没有回来。女囚刘风玲的妹妹刘风贞便向当局要母亲，并向报界公开揭露了此事的始末。
亦有传闻说，某国民党权贵因迷恋川岛芳子的绝代风华，不惜违犯国法，用偷龙换凤的手法，花重金买通狱吏将川岛芳子救出，秘密纳为外宠……诸多传言，不胫而走。川岛芳子的老师本多松江，甚至直接就作了这样的推测：
“当我听说死者的耳朵附近长着又密又厚的头发时，我立即想到这是替身，而不是芳子。”