为制服谷寿夫，石庭长命令拉开银幕，先放映日军拍摄的新街口屠杀现场的纪录片，再放映美国驻华使馆新闻处拍摄的谷寿夫部队在中华门附近的暴行影片，当看到自己在屠杀现场指挥的镜头时，他一时瞠目结舌，如五雷轰顶，旋即又镇定下来，要求传证日本军官小笠原清出庭作证，石美瑜表示同意。

　　小笠原清登上证人席，说自己原是日本陆军大学学生，未参加进攻南京作战，但一直 在研究南京战役，据他研究的结果，认为当时雨花台是中日双方激战的地方，中华门一带早就没有了居民，故无屠杀对象，因而断言谷寿夫部队没有暴力行动。

　　检察官陈光虞驳斥小笠原清的辩护之词说，谷寿夫部队会攻南京之时，证人小笠原清尚在日本求学，徒以臆测漫谓被告部队在南京并无暴行，这种脱离史实的唯心主义研究，必然得出违反事实的结论，自属无可采信。

　　在几千听众的一片责骂声中，小笠原清灰溜溜走下证人席。谷寿夫并不死心，又提出传第六师参谋团长下野一霍等3人出庭为他作证。

　　1947年2月25日再次开庭时，庭长石美瑜当庭通知谷寿夫：“被告谷寿夫声请传会攻南京之将领柳川军参谋长田边盛武、第六师团参谋长下野一霍、坂井德太郎出庭作证。本庭查田边盛武三人既参与会攻南京之战，他们对于南京大屠杀案均有共犯嫌疑。本庭正拟引渡办法，并无作证价值。应依刑事诉讼法第279条将被告之声请驳回。"2月28日，谷寿夫再次向法庭提出要求传讯田边盛武等人，以"明确事件的真相"。南京法庭再次予以拒绝：“田边盛武等人均系参与会攻南京之高级军官及参谋长官，对于实施有计划之南京大屠杀事件，本有共犯嫌疑，纵使该嫌疑犯等到庭为被告所预期之陈述，亦不外瞻徇袒庇，自难据为被告有利之判决。兹被告犹斤斤请传该嫌疑犯等到庭作证，无非借端希图延宕。"1947年3月10日，南京法庭对谷寿夫进行最后一次公审，谷寿夫黔驴技穷，硬说南京法庭对他提出的证据都是假的，中国公诉人指出，对南京法庭提出的铁证，谷寿夫竟以空言抹煞，妄指为伪造，可谓毫无理由。综上各点抗辩，均属狡展图卸，殊无可采。

　　谷寿夫又臭又硬，蛮横地为自己辩解，反复叫嚷：“我并没有下达过肆虐于华人的命令。"证人郭岐怒发冲冠登台质问：“谷寿夫，我请问你，在日军攻陷南京以后，你是否曾经下达过命令，解散军纪三天？"谷寿夫遭此致命一击，被击中要害，瞠目结舌，无言以对，重重地低下了头。整个法庭鸦雀无声，都将愤怒的目光射向谷寿夫。

　　这时，南京法庭庭长石美瑜徐徐站起，威严地逼视着谷寿夫，以铿锵有力的声调，开始宣读《战犯谷寿夫判决正本》，根据《海牙陆战规例》、《战争罪犯审判条例》，作出庄严判决：“谷寿夫在作战期间，纵兵屠杀俘虏及非战斗人员，并强奸、抢劫、破坏财产，处死刑。"整个法庭立刻欢声雷动，几乎所有的人全都霍然起立，纵情欢呼，泪水横流，感激为中国人民和人类和平伸张正义的法官们，只有谷寿夫一人低下了头，俄顷又强作镇静，向审判席上鞠躬致意，法庭听众眼见南京大屠杀的元凶俯首认罪，真是人心大快，扬眉吐气。

　　1947年3月18日，南京军事法庭将对谷寿夫的判决书和他的"申请书”一并备文呈述国民政府主席及参谋总长审批。

　　4月25日，南京军事法庭接到国民党政府防字第1053号卯有代电批复：“查谷寿夫在作战期间，共同纵兵屠杀俘虏及非战斗人员，并强奸、抢劫、破坏财产，既据讯明确，原判依法从重处以死刑，尚无不当，应予照准。至被告声请复审之理由，核于陆海空军审判法第四十五之规定不合，应予驳回，希即遵照执行。“1947年4月26日中午，谷寿夫被从南京国防部军法看守所提出来，押往雨花台刑场，沿途10多万民众观看，无不拍手称快。

　　法警将谷寿夫押到雨花台刑场，法官高声点名，验明正身，检察官宣读行刑执行令，按行刑习惯做法询问：“你还可以做最后陈述。"谷寿夫叹口气，想了想缓缓抬起戴镣铐的双手，吃力地从口袋里掏出事先缝好的一个白绸小口袋，递给检察官，低声请求说：“袋里面装有我的头发、指甲和一首诗，请先生转寄东京都中野区富士町53号我的家属，让我的身体发肤回归故土。"中国检察官本着人道主义精神接受了谷寿夫的小口袋和请求，然后递给他一管毛笔，让他在法庭笔录上签字。

　　谷寿夫顿觉这管毛笔有千钧之重，不由想起他当年率领日本侵略军进行南京大屠杀犯下的滔天大罪；想起被押到南京后他给石美瑜庭长呈送过"恳愿书"，要求对他"宽延公审"，又向南京军事法庭呈送"申辩书"，百般为自己的罪行辩解，又向国民政府国防部长白崇禧、参谋总长陈诚上书，请求"赐阅"他的"申辩书"；想起在从山东中路到中华门、雨花台的刑场途中，道路两旁人山人海，观者如潮，几乎阻断了道路，如果没有数以千计的中国军警做疏导阻挡，他恐怕到不了刑场就会被愤怒的南京市民撕得粉碎。

　　谷寿夫想到这里，知道大势已去，必死无疑，就用颤抖的手握着那管给他送终的毛笔，无可奈何地在法庭笔录上签了字。

　　南京法庭庭长石美瑜见谷寿夫已在笔录上签字，有关手续均已完备，就威严地下达了行刑命令。两个宪兵冲上前来，将已带戴镣铐手的谷寿夫五花大绑，在背后插上一块木质斩标，上写"战犯谷寿夫"。

　　雨花台周围的山七上，挤满了成千上万群众，挤在最前面的是被害人的家属和亲友，欢欣鼓舞，欢声雷动，都来观看屠杀南京人民的罪魁祸首谷寿夫应得的可耻下常临到行刑处，谷寿夫腿软脸白已不能举步，被法警拖着进入刑场，宪兵大喝跪下，谷寿夫吓得跪倒在地，宪兵怀着深仇大恨一枪击中后脑，已被吓瘫的谷寿夫应声倒地，终于在他屠杀南京人民的地方结束了他罪恶的生命，遭受大屠杀的南京人民终于报仇雪恨。

　　整个南京城沸腾了，到处都在观看南京军事法庭张贴的大快人心的布告：“查战犯谷寿夫。……判处死刑。转奉国民政府主席本年4月25日防吕甚字第8375号卯有电核准执行，各在案。遵于本月26日上午10时由本庭检察官将该犯谷寿夫壹名提案，验明正身，押赴雨花台刑场，依法执行死刑。除呈报外，合亟布告周知。此布。"

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