很快，沙飞被判死刑。《判决书》是2月24日下达的，全文抄录如下：
一、罪犯简历
罪犯沙飞，原名司徒传，广东开平人，现年三十八岁。一九三七年入伍，一九四二年入党。历任晋察冀军区政治部抗敌报社副主编，编辑科长、书报社主任，及华北军区政治部书报社主任等职。于一九四八年十月，因肺病入军区干部疗养院休养，同年十二月转入石家庄和平医院治疗。
二、犯罪事实
该犯自入院后，肺病逐渐好转，去年冬，基本上已停止发病。本部决定令其出院来京休养，十二月初并派专人去接。同月十五日下午一时，该犯以出院前征询医生意见为借口，派其通讯员，将该院日籍内科主任医生津泽胜诱到他房内，正谈话间，该犯突由床上立起，从裤兜内掏出手枪，对准津泽胜连发两弹：一中额部，一由左臂擦过。津泽胜立即倒地：当时有该犯之两个通讯员在场。一个事件发生后去院部报讯，沙飞乘另一通讯员不备之际，又向津泽胜额部正中射击一弹，因伤中要害医治无效，延至十七日毙命。
三、检查经过
（一）该案发生后，本部立即下令将该犯逮捕，并立派本部徐桐岗科长赶赴肇事地点检查，情况与上述相符。经审讯该犯，直供蓄意枪杀津泽胜不讳。复因该犯供称怀疑津泽胜在诊疗中有意谋害他，提出：1.津泽胜给他打针促进了他的发烧；2.告他起床活动，对他的病情不利；3.实行X光透视，损害他的生理机能；4.给他内服樟脑丸，对他有生命危险等，是引起枪杀津泽胜的动机。为郑重起见，本部特责成军区卫生部、医大及和平医院负责同志组织医学专家及有关治疗医生，根据所供怀疑四点，进行对该犯全部治疗经过的检查，经做出结论，认为，津泽胜对沙飞之治疗与用药均为合理。最明显之事实，是沙飞入院时病情严重，不能起床、头痛、吐血、出盗汗：去年十二月出院前检查，血沉每小时三毫米平均数为六毫米，体温正常，体重增加，肺结核停止发展。从以上证明，该犯对津泽胜之怀疑，毫无根据。
（二）津泽胜情况：津泽胜，日本熊本县人，四十三岁，伪满医科大学毕业，曾在察南医院做医生四年。一九四二年在北京开私人医院，一九四四年应日军役募入伍，当陆军军医，日本投降后退伍住北京西观音寺。一九四五年十月，经日本解放联盟介绍，到张家口参加我军医务工作。历任医学院内科教授、和平医院内科医生及内科主任医生。工作一贯认真负责，对病伤员治疗态度诚恳亲切。在工作人员与休养人员中威信较好。
（三）该犯行凶前后情况
该犯由于平素不关心政治学习，思想上长期存在着严重的个人主义，自恃“聪明”，自以为是，政治上极为落后。对我军雇用日籍医务人员，一向抱反对态度；对给他治疗的日籍医生，则极端仇视，认为都是“民族敌人”。此种极端有害的狭隘民族主义思想与政治上极端落后，是造成枪杀津泽胜的基本原因。行凶前该犯曾向人借过枪（未借给他），擦过枪并试过枪，向人暗示出院前要作一件“惊人”的事。行凶后，态度镇静，以为杀一个“日人”，可以不抵命。
四、判决
综合全案检查确认该犯枪杀津泽胜致死，确系蓄意谋害的犯罪行为。依法，应处以极刑。该犯所供对津泽胜在治疗中的怀疑，事实证明，毫无根据，完全出自武断臆测。即使津泽胜有问题亦应依法律手续处理，不容任何人擅自杀人。沙飞此种目无国法的犯罪行为，决不能宽待。
该犯曾在犯罪之前试过枪，并设法将被害者诱至室内，突然予以连击三枪，必欲置之死地而后已，此种侵犯人权罪行，实属凶残至极。这严重的违犯了国家法律、党的政策与军队纪律，并呈准中央人民革命军事委员会、总政治部批准，特判处罪犯沙飞以极刑，以严肃法纪。而保障人权。
此判
兼军法处长张南生（章）
2月27日，为沙飞枪杀日籍主任医生津泽胜致死处以极刑一事，中国人民解放军华北军区司令员聂荣臻、政治委员薄一波、副司令员徐向前、政治部主任朱良才、政治部副主任张南生、张致祥联名签署并颁发了《训令》。
1950年3月4日清晨，一辆吉普车开到了现在石家庄白求恩国际和平医院斜对面的荒郊野地里。吉普车的车门打开了，先下车的是两个全副武装的解放军战士——手里都提着上了刺刀的步枪。
第三个人下车时，也穿着军装，戴着军帽，还穿着一双黑皮鞋。但他没有戴帽徽和胸章。面庞略显清癯，脸色黄白。两颊微泛潮红（因患严重肺结核所致），眉毛浓黑稠密，厚厚的嘴唇。他便是即将被处决的中国革命新闻摄影事业奠基者沙飞。
三人一同向北边走了二三百米的样子，便都停了下来。右边持枪的两人又步履整齐地向前走去，走出约百米的样子，又停下来。两人中靠右的一人向右转，走出几步后又向后转，侧立一旁。靠左的一人待其立定之后，他又向北走了几步，然后来了一个“向后转”，朝南直接面对着他的行刑对象了。这时只见在东侧的那人抬了一下手——这大抵便是下令执行枪决了。面南肃立的行刑军人举起了右手，向下令执行者行了一个军礼。
他在向下行刑令的首长行军礼时，他的上身是向东侧仄的。然而他并没有放下手来，他一直保持着毕恭毕敬的军礼身姿，将自己侧仄的上身转了回来，于是，他的军礼便凝固或曰定格在立正的身姿上——即正面对着即将处以极刑的死囚！（参见王朝秀：《难忘的一天——沙飞遇难纪实》[手稿复印件]）
几秒钟后，他缓缓地放下了手，又缓缓地举起了枪。枪响了。伫立在他对面一百米的死囚沙飞，猝然栽倒在这荒草凄迷的旷野里……
