1947年10月22日被判处死刑，1948年(民国37年)3月25日，被执行枪毙，终年42岁。由于川岛芳子审讯过程的公开和枪毙过程的保密，坊间一直流传川岛芳子并未枪毙，死者实为替身的传言。
譬如当时有女子刘凤贞报案称其母亲失踪，而之前其姐刘凤玲由于在狱中患严重胃病，已无治愈希望而答应以十根金条替死，事后只得到四根，其母在追讨过程中也告失踪。
1948年，川岛芳子不仅没有死，而且在这里又生活了30年的说法，正是出于吉林省长春市的画家张钰之口。2006年，在吉林省长春市的画家张钰，在提供一系列遗物和画作的基础上，声称其姥姥(又称方姥)的就是川岛芳子，直到1978年过世。
而根据遗物、爱新觉罗家族部份人的说法、李香兰的确认、部份字迹的鉴别都证明了其说法，但是由于缺乏直接的DNA证据，所以此说法仍存在争论。方姥究竟是不是川岛芳子?如果是那1948年被国民政府枪决的又是什么人呢?1945年8月15日，日本投降。
很快国民政府发布了解除日伪军武装，接受沦陷区主权，处理战犯和汉奸等一系列法令。进入到10月，全国以及北平市开始了声势浩大的肃奸运动。除了一些政客要员被捕之外，曾经红级一时的电影明星李香兰也被逮捕，弄的人心惶惶。