Убийцу тут же скрутили и отвезли в полицию. Следов какого-либо заговора, имевшего целью убийство французского президента, следственным органам выявить не удалось.
От преступника отмежевались как белая эмиграция, так и фашисты в лице Муссолини; не нашла подтверждения и версия, что Горгулов был агентом-провокатором ОГПУ. Многие считали его просто психопатом.
В июле 1932 года суд присяжных, не сделав никакой оговорки о смягчающих обстоятельствах, приговорил убийцу к смертной казни.
Из воспоминаний присутствовавшего на суде Ильи Эренбурга:
«…Горгулов был высокого роста, крепок; когда он выкрикивал путаные, сбивчивые проклятия на малопонятном французском языке, присяжные, по виду нотариусы, лавочники, рантье, испуганно ёжились… Помню страшную картину. Ночью, при тусклом свете запылённых люстр, судебный зал напоминал театральную постановку: парадные одеяния судей, чёрные тоги адвокатов, лицо подсудимого, зеленоватое, омертвевшее, – всё казалось неестественным. Судья огласил приговор. Горгулов вскочил, сорвал с шеи воротничок, как будто торопился подставить голову под нож гильотины, и крикнул: „Франция мне отказала в виде на жительство!“…»
Кассационный суд отклонил все жалобы адвокатов убийцы.
14 сентября 1932 года Павел Горгулов был гильотинирован. Произошло это на бульваре Араго, близ тюрьмы Санте. Часы над тюремными воротами показывали 5 часов 58 минут утра.
Приговор привёл в исполнение сам «monsieur de Paris» – Анатоль Дейблер. Унаследовав этот пост от отца, парижский палач Дейблер занимался казнями добрых сорок лет, успев за это время отправить в мир иной без малого четыре сотни соотечественников. К слову, ассистировал ему другой палач – некий Андре Дефурно, любимый зять, ставший главным палачом после ухода тестя в отставку. По воспоминаниям палача, Горгулов «выказал известную храбрость, ограничившись словами: „О! Святая Русь!“»…
Русская эмиграция восприняла случившееся с трепетом: как поведут себя официальные власти – не знал никто. Некоторые начали подумывать паковать саквояжи, ожидая выдворения из страны. Правительству Франции и вдове Думера общественные организации отправили соболезнования. Митрополит Евлогий (Георгиевский) отслужил панихиду о почившем президенте в Александро-Невском соборе на рю Дарю (в панихиде участвовали представители РОВС и других эмигрантских военных организаций).
Кое у кого не выдержали нервы. На другой день после покушения бывший русский офицер корнет Сергей Дмитриев, работавший в Париже официантом, выбросился из окна. В предсмертной записке он написал: