梅汝璈于1946年代表中国出任远东国际军事法庭法官,参与了举世闻名的东京审判,对第一批28名日本甲级战犯的定罪量刑工作作出了突出的贡献。1948年4月,历时近两年的庭审终于结束,法庭的工作进入起草判决书和定罪量刑阶段。梅汝璈与几位同事、助手通力合作,在堆积如山的数万页庭审记录中“钻来钻去”,有时也与韦伯庭长以及其他法官进行书面或口头交流。经过艰苦努力,远东国际军事法庭判决书中由梅汝璈等人承担的部分较为顺利地完成了。这部长达60万言的判决书与众不同,它的内容不限于罗列犯人罪名和所受刑罚。
1948年11月10日,法庭正在宣判,梅汝璈再次就判决书之事致电南京外交部:“日军在各地之暴行,则另列专章(南京屠杀为该章中最特殊之一节,占首要地位)。在叙述日本对外侵略事实经过之四百数十页中,‘对华侵略’部分,为璈所亲自主稿,提出约一百五十页,占篇幅半数以上。对于十七年来交综复杂之中日关系,论列至详。是非曲直所在,将可大白于天下后世,私衷引为慰快。”
东京审判告一段落后,1948年底,南京国民党政府任命梅汝璈为行政院政务委员兼司法部长,并电催他回国。梅汝璈对国民党的统治早就感到失望、不满。他回绝了国民政府的任命。1949年6月,梅汝璈从日本前往香港,一到港岛,立即与中共驻港机构取得了联系,随之通过新闻界公开了投向光明的心声。在中共方面工作人员安排下,梅汝璈于1949年12月初化装成商人乘船北上,在舟山群岛附近海面上曾遭遇国民党部队的盘查,所幸并未暴露身份,不久安全抵达北京。
到北京后的第三天,梅汝璈应邀出席中国人民外交学会成立大会。周恩来总理到会讲话,他特别说道:“今天参加这个会的,还有刚刚从香港回来的梅汝璈先生。大家知道,他在远东国际军事法庭工作了将近3年,对侵略我国的大战犯给予了严正的判决。他为人民办了一件大好事,为国家增了光,全国的人民都应该感激他。”会场上响起热烈的掌声,梅汝璈深受鼓舞。
此后,梅汝璈出任新中国的外交部顾问,并被推选为外交学会常务理事和法学会理事,1954年后还担任了全国人民代表大会代表、人大法案委员会委员等职。期间,他作为法律界和外交界的代表,经常出席各种国际会议,为中国的外交事业和法制建设作出了积极的贡献。周恩来总理、陈毅副总理还以不同方式对梅汝璈表示了关怀。
此外,梅汝璈相继撰写了《制定侵略定义的历史问题》《世界人民坚决反对美国对日本的和约》《战争罪行的新概念》等论著以及多篇揭露日本右翼势力企图复活军国主义阴谋的文章,并开始写作《远东国际军事法庭》一书。1973年4月23日,梅汝璈病逝于北京。1988年,其遗著《远东国际军事法庭》正式出版。