Setelah kembali ditangkap, Wolter Monginsidi menjalani proses hukum dan akhirnya dijatuhi hukuman mati pada 5 September 1949.
Ia dieksekusi oleh regu tembak Belanda di kawasan Tello, Makassar, ketika usianya baru 24 tahun.

Kisah mengenai sikap Wolter Monginsidi pada saat-saat terakhir kemudian menjadi bagian yang paling dikenang dari perjalanan hidupnya.
Ia disebut menolak matanya ditutup dan menggenggam Kitab Injil ketika menghadapi regu tembak.
Sebuah tulisan tangan yang disebut ditemukan dalam Injil yang dibawanya berbunyi, “Setia hingga terakhir dalam keyakinan.”
Ada pula kesaksian yang menyebut Wolter Monginsidi meneriakkan “Merdeka!” sebelum ditembak.
Jenazah Wolter Monginsidi awalnya dimakamkan di sekitar lokasi eksekusi di Pacinang. Setahun kemudian, pada 10 November 1950, makamnya dipindahkan ke Taman Makam Pahlawan Panaikang, Makassar.

Namanya Diabadikan di Berbagai Penjuru
Pengorbanannya kemudian mendapatkan pengakuan negara. Pemerintah Indonesia menetapkannya sebagai Pahlawan Nasional pada 6 November 1973.
Beberapa hari kemudian, pada 10 November 1973, ia juga dianugerahi Bintang Mahaputera Adipradana. Penghargaan tersebut diterima oleh ayahnya, Petrus Mongisid yang saat itu berusia 80 tahun.
Namanya kemudian digunakan untuk berbagai fasilitas dan sarana publik. Di Sulawesi Tenggara, Bandara Wolter Monginsidi di Kendari pernah menggunakan namanya sebelum kemudian berganti menjadi Bandar Udara Haluoleo.
Namanya juga digunakan untuk KRI Monginsidi, salah satu kapal perang TNI Angkatan Laut, serta Rumah Sakit TNI AD Robert Wolter Monginsidi di Manado.

Di Makassar, penghormatan terhadapnya hadir melalui nama jalan.
Menariknya, dalam penulisan nama tokoh, sumber resmi kebudayaan dan arsip banyak menggunakan bentuk Wolter Mongisidi, sementara masyarakat lebih sering mengenalnya dengan ejaan Wolter Monginsidi.

