汤恩伯押送重庆之后，最高统帅部立即委派何应钦、白崇禧等人组成最高军事法庭，对其进行突击审讯。刚开始，汤恩伯失口否认全部指控，反诬孙百里蓄意栽赃陷害，意图铲除异己，同时口口声声说自己是抗日英雄，国家的功臣，不应该接受这种不公平的对待。最高军事法庭随即罗列了大量事实和确凿证据，把他的狡辩逐一驳倒。
1943年2月24日，最高军事法庭依法判处汤恩伯死刑，剥夺公民权利终身，并于当天押赴刑场枪毙。同日，高等法院也宣布了对原河南省主席李培新的死刑判决。
25日，中央通讯社发表国民政府军事委员会最高军事法庭对汤恩伯的死刑判决书，详细列举汤恩伯自从担任第一战区副司令长官、苏鲁豫皖四省边区总司令以来，所犯下的种种罪行，以此来表明新一届政府整肃军纪、政纪的决心。
汤恩伯和李培新两人，一个是上将军衔、战区副司令长官，另外一个是省政府主席，算得上位高权重，却同时被处死，消息传开之后，举国震动！中国军队上自战区司令长官，下至普通士兵都切实感到巨大的压力，开始用敬畏的态度来对待最高统帅部的命令，从而使军令得到顺利的贯彻执行；饱受汤李二人荼毒的河南民众自然是奔走相告，额手相庆；国统区其他地方民众也从中了解到新总统、新政府的亲民、爱民立场，开始以前所未有的热情了支持政府。
28日，国民政府最高统帅部召开最高级别的秘密军事会议，商讨对日反击作战的战略问题。出席会议的除了总统孙百里，总参谋长白崇禧，军政部长何应钦，军令部长陈诚以外，还有兵工署长俞大维，犹太军团总司令斯兹皮尔曼，空军总顾问陈纳德，空军副总司令刘志航。
白崇禧首先简单介绍了各战区的战备情况，他说道：“到目前为止，除了第一战区以外，其他战区的国防军全部完成了整编和换装工作，并储备了三个月以上的作战物资，国土防卫军的整编工作已经完成了60%，具备了战区防御的能力。犹太军团已经齐装满员，随时可以开赴战场；空军装备了三百架轰炸机和180架战斗机，初步具备了与日本航空兵抗衡的实力。”
随后他详细介绍了日军的最新动向：“根据可靠情报，日本统帅部将在今年年底之前把军队员额扩充到100个师团，因此，日本在连续增兵太平洋战场的同时，不断从国内把新编调往中国战场，并且主要集中在华中和华南两地，截止上个月底，武汉的第11军总兵力已经达到了三十五万之众，广州的第21军也达到了十二万；驻扎在东南亚的日本第35集团军的兵力也扩充到八个师团加四个独立混成旅团，总兵力约三十万人，其中大约两个师团集结在萨尔温江南侧，并且有继续增兵的趋势，另外，由当地人组成两个步兵师的伪军也在向边境集结。”
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