En moins de vingt jours, Carrier abandonné par ses amis et voué à l’exécration du public, fut condamné à mort et exécuté. Les faits reprochés à Carrier concernaient exclusivement la mission qu’il avait accomplie à Nantes, sur décision du Comité de salut public, du 6 octobre 1793 au 16 février 1794.
Le 23 septembre1794, Carrier est attaqué directement à la Convention par Legendre qui évoque la Loire rougie de sang. Carrier aurait peut-être pu se tirer de ce mauvais pas, mais il est rattrapé par son destin : le 8 septembre s’ouvre à Paris le procès des 94 Nantais que le comité révolutionnaire de Nantes avait fait arrêter et expédier au Tribunal révolutionnaire le 27 novembre 1793, avec ordre de mission de Carrier. Faute de motif précis d’inculpation, ils n’avaient pas été jugés. Le Tribunal révolutionnaire réorganisé, dès lors, la bataille juridique s’engage à fronts renversés : défendus par Tronson Ducoudray (l’avocat de Marie-Antoinette à gauche) et par Phélippes-Tronjolly que Bô et Bourbotte avaient fait arrêter le 12 juin et qui avait été joint aux accusés, les 94 Nantais sont tous acquittés. Par contre, les horreurs de l’hiver 1793-1794 sont publiquement dévoilées. Carrier, qui a été appelé à déposer comme témoin, fait fâcheuse impression, en prétendant qu’il n’a fait que passer à Nantes.
Le procès est expédié très rapidement, en 18 séances, dont la dernière, ouverte le 25 frimaire (15 décembre) à 9 heures du matin, se poursuit sans désemparer jusqu’au lendemain à 13 h 30 ; elle est suivie presque immédiatement de l’exécution de Carrier, l’après-midi même à 16 h 10. Dès la première audience, l’accusé tente de récuser le président, le substitut et les jurés ; il fait observer qu’il n’a pas subi l’interrogatoire réglementaire, et demande que de nouveaux jurés soient tirés au sort. Il aurait souhaité qu’on disjoignît son affaire de celle du comité révolutionnaire de Nantes ; mais le Tribunal, fort de l’appui de la Convention, passe outre, et Carrier doit se résigner à n’être que le 34e accusé dans un procès entamé depuis 42 jours.
Carrier se défend mal : il ergote, il nie l’évidence, il exige qu’on lui mette sous les yeux les preuves écrites de ses crimes, il se heurte aux témoins et à ses coaccusés. Au dernier moment, il annonce qu’il va faire des révélations. Or le lendemain, sommé par un juré d’apporter la preuve que le gouvernement avait connu les mesures dont il est question, Carrier répond : « Je les avais, ces preuves ; il m’en restait encore quelques-unes, il n’y a pas longtemps ; je n’ai pas voulu les conserver ; désireux de tout ensevelir avec moi, je les ai brûlées ! » Cette réponse, digne du roman de Koestler, Le Zéro et l’infini, laisse l’historien sur sa faim. Elle pourrait conforter l’image d’un Carrier se sacrifiant, d’ailleurs inutilement, à l’idée qu’il se faisait de la Révolution ; mais elle le privait de son ultime moyen de défense, car elle permettait de l’accuser d’avoir agi dans des intentions criminelles sans lui permettre de réclamer l’absolution légale pour ne pas l’avoir fait dans des intentions contre-révolutionnaires.
C’est effectivement en fonction de cette distinction que Carrier fut envoyé à la guillotine, en compagnie de deux abominables massacreurs, Grand-maison et Pinard, tandis que leurs 31 coaccusés, dont beaucoup ne valaient guère mieux, étaient rendus « aux embrassements de leurs familles et de leurs amis », selon l’expression du président.