随着国民党势力逐步进入华中、华北地区，汉奸的利用价值也很快消失。1945年9月下旬，国民党政府下令，在全国各地对汉奸进行大逮捕。逮捕汉奸的工作主要是由军统特务机构执行的。因为军统在沦陷区有地下组织，该组织在日本投降时顺势进入东南各大城市，加上汉奸周佛海等人又早已投靠了军统，军统能掌握和利用这些人“以奸除奸”。逮捕汉奸基本都是采取诱捕的方法。
在上海，1945年9月20日的中秋之夜，军统局局长戴笠向周佛海、缪斌和汪伪特工总部主任丁默村等数百名汪伪高级官员和将领发出请柬，邀请他们出席中秋赏月晚宴。戴笠甚至放出既往不咎的风声，后来的事情证明，这次晚宴不过是大逮捕前的稳兵之计。9月23日，戴笠手下的100多个行动小组，把印制精美的请柬送到汉奸们的家中。这些汉奸们毫无戒备地来到军统局愚园路公馆，当夜预捕的100多名汉奸无一漏网。第二天晚上，又捕捉到100多人，连同第一批捕捉到的汉奸，全部关进原汪伪76号特工总部的监狱里，后来因人越来越多，只好在南市又建了一个新看守所，把一部分汉奸分流到那里。
在南京，1945年9月26日晨，军统局南京区以宪兵南京司令部与警察厅名义逮捕了伪实业部长梅思平、伪教育部长李圣五、伪南京市长周学昌、伪经理总监部长岑德广、伪海军部长凌霄、伪社会福利部长彭年、伪宣传部次长郭秀峰等23名大汉奸，另以空军第一路司令部名义逮捕了汉奸陈昌祖、葛世平等24人。
在北平，12月5日，同样是“鸿门宴”。借李宗仁北平行营指挥所的名义，在北平东城北兵马司一号举行盛大宴会，向北平50多名大汉奸发出“敬备菲酌，恭请光临”的请柬。受邀约按时赴宴的有：先后任伪华北政务委员会第一任及第四任委员长的王克敏，第五任委员长王荫泰，伪华北政委会常委、华北治安总署督办、华北绥靖总司令齐燮元，绥靖总署督办杜锡钧，教育总署督办周作人、王谟，农务总署督办陈曾拭，工务总署督办唐仰杜，伪华北政委会委员、北平市长刘玉书以及北平宪兵司令黄南鹏等。伪华北政委会第二任委员长王揖唐在戴宴客之前托病住进中央医院，同样被军统从中央医院拘押到看守所。
从1945年9月至12月，军统在南北各地的肃奸工作告一段落。共捕获有汉奸嫌疑者4291人，移送军法机关审判者334人，移送航空委员会讯问查办者24人，在押病死者43人。1946年春，国民党军统局将押在北京炮局的伪华北绥靖军总司令齐燮元、伪常务委员兼建设总署督办王荫泰等特级汉奸以及周作人、王谟等人，用飞机解押南京。1945年8月25日乘日本飞机秘密逃往日本九州的伪国民政府代理主席陈公博、伪宣传部长林柏生等6人，也于10月3日被引渡回国。军统还以伪造蒋介石手令“请陈璧君、褚民谊赴重庆会商善后事宜”的方式诱捕了陈、褚二人。山东省长马良、杨毓殉，伪山西省长苏体仁、冯司直、王琅，大间谍川岛芳子等也分别被捕。
关于陈公博的抓捕尤其曲折，在汉奸抓捕刚开始时，重庆的《新民报》转发了日本《朝日新闻》的一则消息：“前南京国民政府主席陈公博于26日自杀，伤势严重，于29日不治而死。”但戴笠很快就得知陈公博逃往日本的实情，当即与日本方面交涉。9月9日，何应钦向冈村宁次正式提交了《备忘录》，戳穿陈公博假自杀的烟幕，要求日本政府速将陈公博等逮捕归案。20日，何应钦再次提出引渡陈公博的《备忘录》。重压之下，日本被迫交出陈公博等。
1948年1月5日，国民政府司法行政部长谢冠生宣布：据各省市已报汉奸案件经检查办结案内，起诉的为30828人，免予起诉的为20718人，其他的为13323人。审判办结的25155案内，科刑的为14932人，其中死刑369人，无期徒刑979人，有期徒刑13570人，罚金14人。陈公博、褚民谊、王揖唐、齐燮元、殷汝耕、梅思平、林柏生、梁鸿志、丁默村和川岛芳子等50余人被判死刑;陈璧君、罗君强等近百人被判无期徒刑。周佛海先被判处死刑后被蒋介石赦免，改判无期徒刑，1948年2月，心脏病复发，死于老虎桥监狱的囚室之中。此外王克敏被押不久便病死狱中，汪伪内政部长陈群、逃跑通缉的汪伪江苏省长高冠吾等自杀。
