Jednemu ze współwięźniów bezpieka pokazała podpisane przez Doboszyńskiego zeznania, że przed wybuchem wojny dostawał od ambasadora III Rzeszy Hansa-Adolfa von Moltkego „fundusze na prowadzenie działalności politycznej, zgodnej z ideologią NSDAP”. Hitlerowskim „agentem inspiracyjnym” miał być już od 1933 r. Miał być także szpiegiem anglosaskim. Podsądny zaprzeczał wszystkim zarzutom, wyjaśniając, że zostały na nim wymuszone: „Cztery doby byłem bity i męczony bez przerwy. […] Po tych czterech dobach, widząc, że wyjdę z tych męczarni w najlepszym dla mnie razie ze zdrowiem zrujnowanym tak, że nawet wyrok uniewinniający będzie dla mnie bez wartości […], postanowiłem przyznać się do czynów niepopełnionych”.

Śledztwo prowadził płk Józef Goldberg-Różański, szef Departamentu Śledczego MBP, i por. Roman Laszkiewicz. Ten drugi, z pochodzenia Białorusin, miał opinię jednego z najokrutniejszych śledczych bezpieki, więźniowie nazywali go „białym katem Mokotowa”. Józef Światło [Izaak Fleischfarb, funkcjonariusz sowieckich służb specjalnych, uciekł na Zachód 5 grudnia 1953 r.] potwierdzał, że Laszkiewicz „stosował specjalne, bardzo przemyślne chwyty, aby wymusić na Doboszyńskim zeznania. Wsypywał mu do posiłków i do płynów proszki na rozwolnienie żołądka. Doprowadził do tego, że Doboszyński chciał co chwilę wychodzić do ustępu. Ale porucznik Laszkiewicz nie pozwalał na to i przez kilka długich tygodni trzymał go w takim stanie na przesłuchaniach, bez przerwy”. Krzysztof Malkiewicz, krewny Doboszyńskiego, zapamiętał kalumnie prasy, że „należałoby wziąć głowę tego obcego agenta i tłuc nią o kamienie odbudowującej się Warszawy”, a potem wypowiedzi wspomnianego Józefa Światły, że po procesie „sędziowie i prokurator otrzymali pięciokilowe paczki żywnościowe za celujące wykonanie zadania”.

Najwyższy Sąd Wojskowy utrzymał wyrok śmierci w mocy, a „prezydent” Bolesław Bierut nie skorzystał z prawa łaski. Pod datą 29 sierpnia 1949 roku jeden z morderców w raporcie do swojego zwierzchnika napisał: „Dziś rano wykonaliśmy Doboszyńskiego. Dzielnie się chłop trzymał”. Jadwiga Malkiewiczowa (siostra Doboszyńskiego, więziona na Rakowieckiej w ramach odpowiedzialności rodzinnej i bardzo brutalnie traktowana): „Więźniowie na sali szpitalnej zdołali zobaczyć dwóch żołnierzy prowadzących Adama z zawiązanymi oczami. Poznali go po wzroście, charakterystycznej sylwetce i siwych włosach. […] Adam miał wówczas 45 lat”. Do dziś nie wiadomo, gdzie został pogrzebany. W mowie końcowej Adam Doboszyński powiedział: „Mogłem w życiu popełnić wiele błędów, ale zamiary moje były uczciwe i byłem człowiekiem czystych rąk”.