东京审判对战犯的追诉时间是从1928年1月1日起至1945年9月2日止，也就是说，审判是对在这一期间犯有上述三项罪行的指导者和主要的个人的行为进行刑事责任追究。1946年3月2日，国际检察局设立了选择被告的执行委员会。经过几轮选择，先确定了东条英机等26名被告，后来又根据苏联方面的要求，在4月17日增加了重光葵与梅津美治郎二人，这就是后来成为被法庭确定为作为A级战犯被起诉的28人，其中包括东条英机等15名陆军军人、岛田繁太郎等3名海军军人、广田弘毅等前首相和内阁阁僚8人，还有一名内大臣、一名民间人士。起诉书于1946年4月29日公布，并传达给了被告。
国际检察局向法庭提出起诉书后，日本方面的辩护团先是要求延期，所以公审从5月3日才开始。然而，在宣布法庭成立后，5月6日，日方辩护团副团长清濑一郎便就审判的程序等问题提出了一系列要求。他首先对首席法官威伯提出回避的动议，接着又在5月13日，提出了所谓的“审判管辖权”的质疑。
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关于审判管辖权的问题，清濑首先声称波茨坦宣言不仅针对日本，而且针对盟国，然后站在“日本的投降不是无条件的”立场，认为审判只能根据波茨坦宣言第10条的规定，严厉制裁虐待盟国俘虏的残虐行为，而不能审判该规定以外的问题；盟国建立的法庭不具有以“反和平罪”与“反人道罪”起诉的权限；“反和平罪”是战争开始的时候还不存在的罪名，因此相当于“事后法”，而“事后法”是违反“罪行法定主义”的；《巴黎非战公约》仅仅提出不应将战争作为国家的政策，并没有将战争犯罪的范围扩大。总之，清濑的核心主张是要否定日本政府与战争指导者反和平和反人道的战争犯罪与战争责任。
基南检察官当即提出反驳，他首先指出，一系列投降文件均表明日本的投降完全是无条件的，而法庭的条例是根据波茨坦宣言第6条中明确提出的从世界上驱除军国主义的精神；1919年的《布鲁塞尔条约》、1925年的《日内瓦议定书》，特别是1928年的《巴黎非战公约》，都明确了反对侵略战争与维护和平的意义，所以组织战争的违法性质与战争犯罪性质是明确的；1943年12月的开罗宣言对日本的侵略战争已经提出了警告，波茨坦宣言第8条又重申了开罗宣言的原则，所以不存在事后立法的问题。对发动侵略战争的指导者进行的审判是完全正当的。
检方与辩方之间围绕管辖权的争论进行了两天。5月17日，首席法官威伯接受检方提出“审判理由将体现在未来的宣言中”的建议，驳回了辩护方的主张。在1948年11月发表的判决书则明确地批驳了辩护方的意见。判决书引用了《木户幸一日记》1945年8月10日天皇对木户的讲话，证明天皇在决定签署投降书之前，就已经预料到将来被审判的不仅是违反战争法规的通行的战争犯罪者，也包括战争指导者。所以他才说：“一想到要处罚战争责任者感到很难忍受。但是今天必须忍受。” 判决书进一步指出：本审判无条件地赞成纽伦堡审判的意见与原则，侵略战争在波茨坦宣言之前就已经被确认为违反国际法的犯罪，所以“辩护方的抗辩没有根据”。
这一辩论是维护东京审判正义性的重要的斗争，对于判断审判的性质具有相当重要的意义。此后，尽管围绕第二次世界大战爆发当时确定的国际法中是否存在“反和平罪”的问题仍然有许多的讨论，但基本上是从积极的意义予以肯定的。而1966年第23届联合国大会通过的《战争犯罪与反人道犯罪不适用于时效的条约》，则进一步从条约法上对“反人道罪”予以认定。
6月4日，基南开始代表检察方进行陈述，宣读起诉书。起诉书前言叙述了审判的正义性，强调这是一次对破坏人类社会自由与尊严的行为的审判，是维护世界文明的斗争和防止破坏人类文明的有效手段。辩护方对法庭采用的被起诉对象的事实与证据提出异议，但再次为首席法官驳回。
6月13日以后，审判开始进入起诉与举证阶段，一直持续到第二年的1月24日。对被告的起诉理由共计55条，由第一类“反和平罪”(1～36条)、第二类“屠杀”(37～52条) 和第三类“通行的战争犯罪和反人道罪”(53～55条) 组成。起诉书共分十部分，分别是：
第一部分：战争准备阶段，即进行军国主义教育及警察镇压与威胁的侵略战争准备阶段，包括关东军炸死张作霖的事件。
第二部分：九一八事变阶段，即以这一事件为中心，日本国内的革新运动、日本与伪满的关系、在中国东北的殖民统治等。在起诉这一部分罪行的时候，检查方以制造事变的田中隆吉（7月5日） 和伪满皇帝溥仪（8月16～27日） 为证人，引起了相当大的轰动。尽管天气炎热，但法庭的旁听席连日满员，基南首席检察官亲自询问溥仪，也是很少见的现象。
第三部分：卢沟桥事变阶段，即对中国的残暴行为、鸦片政策、经济侵略，包括以南京大屠杀为代表的对中国平民的残暴行为。南京大屠杀的情况此前在日本从未报道过，因此一经法庭披露，立即引起日本国内哗然。时任南京国际红十字会会长的马吉牧师、金陵大学附属鼓楼医院医生威尔逊，金陵大学历史学教授、南京安全区国际委员贝茨教授等都就此向法庭提供了证言。
第四部分：与德国、意大利同谋问题，日、德、意三国防共协定与轴心的建立等。
第五部分：对印度支那的侵略，即到太平洋战争开始为止对印支与泰国的经济侵略等。
第六部分：对苏联的侵略，即对西伯利亚的野心，挑起诺门坎及张鼓峰事件和与德国合谋等问题。
第七部分：日本一般性的战争准备，包括经济军事准备、委任统治的诸岛问题、海军的战争准备等。
第八部分：太平洋战争，即九一八事变后的日美英关系、日美交涉、太平洋战争开战、对荷兰的侵略等。
第九部分：违反战争法规的残暴行为，包括在菲律宾、缅甸、太平洋诸岛上的残暴行为，特别如“巴丹死亡行进” 和“南京大屠杀”，对被击沉的船只上生存的人们的杀害等问题。
第十部分：对若干被告的个别立证。
检察方为上述起诉提供了大量的证据，仅被法庭采纳的就有书面证据2282件，证人超过100人。
在进入辩护方的举证阶段前，辩护方首先提出：检察方以55条理由起诉对判断被告缺乏说服力，因此要求驳回公诉而释放被告，这一动议理所当然地被首席法官驳回。于是，从1947年2月24日到1948年2月10日，辩护方的举证持续了一年的时间。清濑一郎代表辩护方宣读辩护书前言，分为六部分，即：
第一部分：一般问题。
第二部分：有关“满洲”及“满洲国”问题。
第三部分：有关中华民国问题。
第四部分：有关苏联问题。
第五部分：有关太平洋战争问题。
第六部分：对具体人的辩护。
清濑进行辩护的中心思想是认为战争中日本的行为是主权国家的行为，而根据国际法审判要求个人负责是没有道理的；日本的“八紘一宇”是“世界同胞主义”原则，不是侵略主张；“九一八事变”、“日中战争”、“太平洋战争”并非征服世界的一贯的计划，而是在行使自卫权。
控辩双方都提交了2万多页的庞大的证据资料，也提出了许多证人。但比较起来，辩护方的书面资料因证据不充分被法庭驳回得相当多，如对于南京大屠杀，辩护方仅仅提出了3件书面资料和3名证人，证据十分软弱，大部分属于狡辩。而检察方提出的原内大臣木户幸一和被称为日本政府中“最后的元老”的西园寺公望的秘书原田熊雄的日记，作为证据有相当大的冲击力。
辩护方的举证结束后，检察方和辩护方进行了最后陈诉，1948年4月16日结审，暂时休庭。
判决
1948年11月4日，法庭再次开庭，宣读判决书，这一过程就用了8天时间。判决书的英文本长达1218页，共10章，各章概要如下：
第一章：法庭的设立及审理，叙述自开罗宣言开始到法庭成立的过程与审理的经过。
第二章：法庭审理的依据和三项原则。
第三章：日本根据诸条约所拥有的权利与义务。
第四章：军部对日本的统治与战争准备。
第五章：对中国的侵略。
第六章：对苏联的侵略。
第七章：太平洋战争。
第八章：通行的战争犯罪，包括日本军队在中国及其他战场上的残暴行为。
第九章：起诉状的起诉原因的认定。
第十章：对25名战犯的判刑决定。
根据判决书，28名被告中，除大川周明因精神障碍而被免予起诉，松冈洋右、永野修身在审判中途病亡外，其余25人均被认定有罪，其中判处绞刑者7人：土肥原贤二、广田弘毅、板垣征四郎、木村兵太郎、松井石根、武藤章、东条英机；判处终身监禁的16名：荒木贞夫、桥本欣五郎、畑俊六、平沼骐一郎、星野直树、贺屋兴宣、木户幸一、小矶国昭、南次郎、冈敬纯、大岛浩、佐藤贤了、岛田繁太郎、白鸟敏夫、铃木贞一、梅津美治郎；判处20年监禁的1名：东乡茂德；判处7年监禁的1名：重光葵。
麦克阿瑟认可这一判决，但没有表示出继续审判准甲级战犯的意思。实际上，皇族和财界中的准甲级战犯嫌疑人在审判前后即开始陆续获释放，而在对东条等7人实行绞刑后的第二天，最后17名准甲级战犯嫌疑人也被释放。到此时为止，被释放的准甲级战犯嫌疑人有：皇族梨本宫守正；阁僚安倍源基、安藤纪三郎、青木一男、后藤文夫、岩村通世、岸信介、谷正之、寺岛健；官僚天羽英二、大达茂雄、须磨弥吉郎、本多雄太郎；财界的村田省藏、鲇川义介、藤原银次郎、乡古洁、池田成彬、石原广一郎、大河内正敏、正力松太郎、津田信吾；超国家主义团体首脑笹川良一、鹿子木员信、儿玉誉士夫、进藤一马；军界的高桥三吉、西尾寿造、多田骏、真崎甚三郎、牟口廉也。
1951年签署的《旧金山和约》第11条指出：日本承诺作为国家接受东京审判的判决。1956年，日本被接纳为联合国成员国。作为以联合国为中心的国际社会的一员，日本应当尊重纽伦堡和东京审判的理念，在此基础上履行自己的国际义务。
