نوشته‌هایش در مورد استقلال قضات و اصل برائت بود و برای دفاع از خود در محاکمه احتمالی آماده بود. اما در دادگاه‌های انقلاب متهمان مجرم بودند و قضات موظف به کشتن.

به گزارش خبرگزاری پارس،  سپهبد فخرالدین مدرس یکی از ٧  نفری است که خبر اعدامشان توسط سخنگوی دادگاه انقلاب اسلامی اعلام شد. این گزارش و متن اطلاعیه دادگاه انقلاب در روزنامه‌های کیهان و اطلاعات به چاپ رسید (۱۴ و ١۵ اسفند ١٣۵٧). اطلاعات تکمیلی از مطالبی که یکی از نزدیکان ایشان برای بنیاد برومند ارسال کرده و از مهنامه قضايی اداره دادرسی ارتش برگرفته شده است. 

نام سپهبد مدرس  در میان ۴۳۸  اعدامی در گزارش اسفند ۱۳۵۸ سازمان عفو بین‌الملل نیز آمده است. در این گزارش،  سازمان عفو بین‌الملل بر مبنای خبرگزاری‌های ایرانی و خارجی فهرستی از محکومان دادگاه‌های انقلاب را، از زمان تأسیس تا مرداد ١۳۵۸، درج کرده است. اسامی قربانیان و اتهاماتشان از منابعی متعددی برگرفته شده است نظیر ترجمه کیفرخواست‌ها، گزارشات دادگاه توسط رسانه‌های داخلی و خارجی و اعلامیه‌های خبرگزاری رسمی پارس. 

سپهبد مدرس در ششم مهرماه ۱۲۹۶ در اصفهان و در یک خانواده روحانی و قاضی به دنیا آمد و پرورش یافت.  او تا پیش از انقلاب در ارتش شاهنشاهی مقام قضایی بالایی داشت. در سال ۱۳۱۷ با درجه ستوان دومی توپخانه از دانشکده افسری فارغ التحصیل شد. علاوه بر تحصیلات نظامی، تحصیلات حقوقی خود را تا دکترا در دانشگاه پاریس ادامه داد. از سال ۱۳۲۳‌ تا ۱۳۲۷ در دادستانی ارتش و پس از آن تا سال ۱۳۲۹ در لشگر خراسان با سمت رئیس ستاد تیپ مرکزی و تا سال ۱۳۳۸ در مشاغل مختلف قضایی انجام وظیفه کرد. او همچنین به مدت چهار سال به عنوان مشاور حقوقی در وزارت جنگ مشغول به کار بود. او تا سوم دیماه ۱۳۴۹  دادستان انتظامی قضات بود و بعد از آن رئیس دادگاه عالی انتظامی قضات ارتش شد. در تاریخ  ۳۰ فروردین ۱۳۵۰ به ریاست اداره دادرسی نیروهای مسلح شاهنشاهی منصوب شد و در دوم مهرماه ۱٣۵٠ به سپهبدی رسید. وی در شهریور ۱۳۵۷ بازنشسته شد. (ایمیل ارسالی به بنیاد برومند) 

او در طول دوران خدمت، بارها مورد تقدیر قرار گرفت و مدال‌هایی چون "لیاقت"، "کوشش" و "خدمت" دریافت کرد. بنابر گزارش مهنامه قضايی اداره دادرسی ارتش، او معتقد بود که حفظ استقلال و امنیت کشور و پاسداری از میهن و تاج و تخت شاهنشاهی، نیازمند داشتن ارتشی قدرتمند است و برای دوام و قوام هر ارتش، انضباط؛  و "به این هدفها نخواهیم رسید مگر از طریق اجرای صحیح قوانین در کمال قدرت." نظرات حقوقی او مورد توجه همکارانش بود و نوشته‌هایش از جمله درباره استقلال قضات (مهنامه قضايی، شماره ۶۹) یا رعایت اصل برائت (مهنامه قضايی، شماره ۸۹)  هنوز از جانب قضاتی که خواهان اصلاحات حقوقی و استقلال بیشتر قوه قضاییه در ایران هستند، نقل می‌شود.

او معتقد بود که حفظ استقلال و امنیت کشور و پاسداری از میهن و تاج و تخت شاهنشاهی نیازمند داشتن ارتشی قدرتمند است و دوام و قوام هر ارتش نیازمند انضباط و "به این هدفها نخواهیم رسید مگر از طریق اجرای صحیح قوانین در کمال قدرت "

بر اساس شهادت منابع نزدیک به سپهبد مدرس که به بنیاد عبدالرحمن برومند ارسال شده، او مردی ساده، مذهبی، و مهربان بود که از جشن‌های سلطنتی دوری می‌گزید و از موقعیت خود برای ثروت‌اندوزی استفاده نمی‌‌کرد. او از قدم زدن با نوه‌اش در باغ خود و مشاهده رشد درختانِ به لذت می‌برد. بارها پس از بازنشستگی به او هشدار داده شده بود که کشور را ترک کند٬ ولی او اصرار داشت که مرتکب کار خلافی نشده و هرزمان که او را به دادگاه ببرند می‌تواند از خود دفاع کند. 

سپهبد مدرس و ۲۲ مقام رژیم پیشین، در تاریخ ۲۸ بهمن ۱۳۵۷ محاکمه و به مرگ محکوم شدند. اما بنابر گزارش روزنامه کیهان مورخ ۲۹ بهمن، حکم اعدام ۱۹ نفر از آن‌ها، از جمله سپهد مدرس،‌ به فرمان آیت‌الله خمینی اجرا نشد. 

دستگیری و بازداشت 

اطلاعی در مورد جزئیات دستگیری و بازداشت آقای فخرالدین مدرس در دست نیست. 

دادگاه 

بنا به گزارش خبرگزاری پارس، دادگاه انقلاب اسلامی برای رسیدگی و شور درباره چندین پرونده، از جمله پرونده سپهبد مدرس، روز ۱۴ اسفند تشکیل شد و ٩ ساعت به طول انجامید.  اطلاعی درباره جزئیات این محاکمه در دست نیست. 

اتهامات 

در گزارش خبرگزاری پارس، اشاره‌ای به اتهامات شخص سپهبد مدرس نشده است.. بر اساس این گزارش، وی و ۶ نفر دیگر به " شرکت در قتل و کشتار مردم بی گناه" متهم شدند. 

مدارک و شواهد 

اطلاعی درمورد شواهد و مدارک ارائه شده علیه سپهبد مدرس در دست نیست. در گزارش روزنامه کیهان به شهادت «شاهدان عینی» علیه دیگر مقامات پیشین اشاره شده و آمده است که دادگاه اسنادی در اختیار داشته است.     

دفاعیات 

جلسات دادگاه پس از شنیدن شهادت «شاهدان عینی»، پشت درهای بسته برگزار شده. اما بنابر گزارش روزنامه کیهان، هر هفت متهم اتهامات خود را رد کرده‌اند و گفته‌اند که جرمی مرتکب نشده‌اند. 

حکم 

دادگاه انقلاب اسلامی ایران سپهبد مدرس را "مفسد فی الارض" شناخت. بر مبنای اطلاعیه دادگاه،  پس از ٩ ساعت رسیدگی و شور سرانجام حکم اعدام او و ۶ مقام پیشین دیگر در یک روز صادر شد. روزنامه کیهان آخرین ساعت زندگی سپهبد فخر مدرس را چنین توصیف کرده است:

"برای اجرای حکم دیشب قسمتهائی از زندان قصر به حال آماده باش در آمده بود. کلیه رفت و آمدها زیر کنترل دقیق نگهبانان قرار داشت و متهمین را پس از پایان دادگاه با چشم‌های بسته به سلولهای خود هدایت کردند. ساعتی بعد باز جنب و جوش از سر گرفته شد، زندانیان را نگهبانان به یکی از اتاقهای زندان قصر منتقل کردند بار دیگر حکم دادگاه قرائت گردید. ... دستهایشان را باز کردند و به هر کدام قلم و کاغذی داده شد تا آخرین حرفهایشان را بنویسند، برای هر کسی که میخواهند، ... آنها هم به کندی چیزهائی نوشتند که در پرونده شان ضبط شد." ساعت ۴ و ۱۵ دقیقه صبح ۱۴ اسفند ۱۳۵۷سپهبد فخرالدین مدرس در حیاط زندان قصر تیرباران شد.

به گفته منابع نزدیک به او، مقامات اموال سپهبد فخر مدرس را مصادره کردند.