对于侵华战争，梅津确信要继续推进正在进行的中国西部的进攻作战以及占领浙东沿岸的重点地域等作战方针。为此，梅津相继发动了桂柳会战、老河口战役和芷江战役。可是，不论日军如何负隅顽抗，日本失败的命运已不可改变。
1945年7月16日，苏美英发布了《波茨坦公告》，敦促日本无条件投降。8月8日，美军在广岛投下第一颗原子弹。在投降与否的问题上，日本决策层内部又发生分歧。在9日上午召开的最高战争指导会议上，铃木首相(接替小矶国昭)、东乡外相甚至天皇都倾向于接受《波茨坦公告》，然而陆军大臣阿南和总参谋长梅津则坚决反对，要求进行本土决战。梅津声称：“本土决战现已准备就绪……不应放弃给予美英的最后一击。如果无条件投降，就对不住阵亡的英灵。”11日在天皇的亲自干预下，铃木内阁起草文件，表示接受《波茨坦公告》，天皇亦准备在15日发表无条件投降诏书。
1945年8月15日，天皇亲自向全世界发表了停战诏书，日本终于投降。9月2日，梅津美治郎在美军的“密苏里”号战列舰上，全权代表日本大本营在投降书上签了字。
战后，根据《波茨坦公告》惩处战犯的规定，作恶多端的梅津美治郎被送上远东军事法庭接受世界人民的审判。在法庭上，梅津态度消极，死不认罪，然而在铁一般的证据面前，梅津不得不低头。1948年11月20日，梅津美治郎被认定有罪，判处无期徒刑。