Thiếu tá Đức ra lệnh cho đám cai tù xốc nách đỡ Ngô Đình Cẩn dậy, dìu ra cột. Khi Cẩn được dìu tới cột gỗ thì một người lính trong đội hành quyết nói nhỏ với Cẩn là xin phép được trói hai tay ra đằng sau, hai tay được đặt lên một thanh ngang giống như cây thánh giá mục đích là để người bị tử hình không tụt được xuống. Một người lính cai ngục lấy chiếc khăn đen bịt mắt tử tội thì Ngô Đình Cẩn lắc đầu liên tục và nói: “Tôi không chịu bịt mắt. Tôi không sợ chết”. Nhưng người ta vẫn buộc khăn vào một cách vụng về, vì vậy không chỉ bịt mắt mà bịt gần hết khuôn mặt ông Cẩn.
Đội hành quyết có 10 người và đội mũ lính quân cảnh có in 2 chữ MP, chia làm 2 hàng. Hàng trước 5 người quỳ, hàng sau 5 người đứng. Trong 10 người thì có 1 người được sử dụng khẩu súng mà trong đó lắp 1 viên đạn mã tử (không có đầu đạn mà chỉ bịt giấy). Đúng 18h20, phút hành quyết đã tới, Nguyễn Văn Đức giơ tay ra lệnh thi hành. Viên sĩ quan chỉ huy đội hành quyết hô lớn: “Bắn!”. Một loạt súng nổ, Ngô Đình Cẩn giũ người xuống ngay lập tức. Máu từ trên ngực chảy loang xuống chiếc quần trắng. Ngay sau đó viên chỉ huy đội hành quyết chạy đến gí khẩu súng colt 12 ly vào tai Ngô Đình Cẩn và bắn phát ân huệ. Bác sĩ pháp y chạy ra dùng ống nghe gí vào ngực Ngô Đình Cẩn nghe ngóng, vạch mắt ra xem, rồi quay lại gật gật đầu ra ý là Ngô Đình Cẩn đã chết.
Trung tá Luyện, Quản đốc Khám Chí Hòa ra lệnh cho mấy viên cai ngục cởi trói hạ xác Ngô Đình Cẩn đặt vào băng ca rồi khiêng vào Khám Chí Hòa để khâm liệm và cho thân nhân nhận xác mang về chôn cất. Xác Ngô Đình Cẩn được đưa về an táng tại nghĩa trang chùa Phổ Quang, tức nghĩa trang Bắc Việt Tương Tế gần sân bay Tân Sân Nhất.
Sở sĩ gia đình an táng Ngô Đình Cẩn tại đây là vì Thượng tọa Thích Chí Dũng là người thân quen với gia đình họ Ngô. Sau năm 1975, khi quy hoạch lại TP HCM nghĩa trang Bắc Việt Tương Tế ở chùa Phổ Quang được di dời về Lái Thiêu. Mộ Ngô Đình Cẩn cũng được đưa về đó nằm cạnh mộ của thân mẫu và 2 người anh là Ngô Đình Diệm và Ngô Đình Nhu