In 1962 werd Eichmann schuldig bevonden aan oorlogsmisdaden en ter dood veroordeeld. Zijn verzoek om gratie werd op 31 mei 1962 door president Itzhak Ben-Zvi afgewezen, waarna Adolf Eichmann op 1 juni 1962, enige minuten na middernacht, op 56-jarige leeftijd werd opgehangen. Zijn lichaam werd gecremeerd, waarna de as werd uitgestrooid boven de Middellandse Zee.

Weliswaar betuigde Eichmann tijdens zijn proces in Israël zijn spijt over de Jodenvervolging, maar deze spijtbetuiging werd niet serieus genomen vanwege eerdere uitlatingen die hij had gedaan toen hij nog niet in gevangenschap verkeerde. Bovendien verklaarde Eichmann ten overstaan van de rechtbank dat hij op alle punten van de aanklacht "onschuldig" was.

Het proces tegen Eichmann in Jeruzalem kreeg wereldwijde aandacht. Vele getuigen werden opgeroepen. De wereldpers heeft er uitvoerig verslag over uitgebracht. Het is niet onaannemelijk dat eerst door het proces tegen Eichmann de ernst van de Holocaust tot de wereldopinie is doorgedrongen. Ook voor de jonge staat Israël was dit proces van zeer groot belang: het proces werd gebruikt om "de noodzaak van een nationaal tehuis voor de Joden"[bron?] aan te tonen. Eichmann is tot dusver (2007) de enige persoon wiens door een Israëlische rechtbank opgelegde doodstraf daadwerkelijk is voltrokken.

Hannah Arendt heeft met haar in 1963 uitgegeven boek Eichmann in Jerusalem. A Report on the Banality of Evil (Nederlandse vertaling: De banaliteit van het kwaad. Een reportage. Moussault, Amsterdam, 1969) willen aantonen dat personen zoals Eichmann die vele wandaden op hun geweten hebben naderhand toch zulke 'gewone' mensen lijken te zijn. Haar boek heeft tot vele discussies geleid, ook heden ten dage nog. In 1996 werd de opsporing en ontvoering van Eichmann verfilmd in The man who captured Eichmann met Robert Duvall, Arliss Howard en Jeffrey Tambor.

Uit op 6 juni 2006 publiek geworden documenten van de Amerikaanse veiligheidsdienst CIA blijkt dat deze reeds sinds 1958 op de hoogte was van Eichmann's verblijf in Argentinië. Vermoed wordt dat Eichmann met rust gelaten werd uit vrees voor eventuele onthullingen over het nazi-verleden van hoge medewerkers van de regering van Konrad Adenauer. Zo zou de CIA ook belangrijke delen van Eichmanns dagboeken, die onthullingen bevatten over Hans Globke, de wegens zijn rol tijdens het Derde Rijk omstreden veiligheidsadviseur van Adenauer, hebben achtergehouden.
In 2007 werd per toeval Eichmanns paspoort gevonden in een archief in Argentinië.