В своей кассационной жалобе защитники, обжалуя приговор, пытались обратить внимание суда на имевшиеся в деле нарушения норм как уголовного закона, так и Конституции республики, поскольку совершённое убийство, по их мнению, следовало рассматривать не как политическое. Защитники настаивали на том, что применение положений статьи об «оскорблении Величества» (crimen laesae majestatis), которая существовала в уголовном кодексе Франции со времён Наполеона III, в данном конкретном случае неправомерно и не может быть применено, как минимум из-за своей архаичности.
Позиция адвокатов о невменяемости подзащитного получила поддержку Международной лиги по правам человека, которая, помимо других задач, осуществляла миссию правового наблюдения в судах, на которых присутствовали её представители с целью установления фактов и определения лиц, ответственных за нарушения прав человека.
Однако смертный приговор в данном случае был предрешён, так как кассационная инстанция в соответствии с процессуальным законом не обладала компетенцией принимать собственные решения по оспариваемым делам, а могла лишь отменять судебные решения по ним и передавать их для повторного рассмотрения в другие суды той же инстанции. Сам же Кассационный суд ограничивался ответами на вопросы, которые касались законодательства и правильности его применения в том или ином споре. Таким образом, жалобы, представленные на его рассмотрение, приобретали форму т. н. «чрезвычайного обращения за помощью» (voie de recours dite extraordinaire).
Альбер Лебрен, избранный новым французским президентом, ожидаемо отказался помиловать Павла Горгулова, и 14 сентября 1932 года тот был казнён на гильотине потомственным палачом Анатолием Дейблером. Формально казни проводились публично, но в этот раз власти резонно опасались беспорядков: «Кто их знает, этих русских?» Мероприятие провели у здания тюрьмы Санте на бульваре Араго, но даже в этом случае поглазеть на эффектное зрелище собралось не менее 3000 человек. Перед казнью, по существовавшему правилу, взвод национальной гвардии салютовал осуждённому. После исповеди православному священнику Павел Горгулов сказал, что надеется, что его ещё не родившийся ребёнок не станет коммунистом. При этом, следуя к месту казни, он громко пел польский гимн ноябрьскому восстанию 1831 года, более известный как «Варшавянка».
Хорошо знавший Горгулова по совместным занятиям в литературном кружке Василий Яновский — человек невероятно многогранный, талантливый и активный — в своих мемуарах «Поля Елисейские» писал: «Горгулов умер среди толпы чужих, на манер Остапа Бульбы („слышишь ли ты меня, батько“). В другое время, под иными звёздами, в знакомой среде из него вышел бы, пожалуй, ещё герой». [1. 297]
В попытке отмежеваться от громкого политического убийства, представители самых разных эмигрантских течений В. Маклаков, А. Карташёв, В. Коковцов, генерал Е. Миллер, только что возглавивший РОВС, и др. направили обращение премьер-министру А. Тардье, с отдельным заявлением выступили представители казачества и известные русские писатели-эмигранты и т. д.
Управляющий русскими православными приходами Московской патриархии в Западной Европе митрополит Евлогий (Георгиевский) в Александро-Невском соборе отслужил панихиду о новопреставленном рабе Божием Павле Думере.
После резонансного покушения в руководстве Союза резонно опасались санкций со стороны властей, тем более что во французской печати вовсю педалировалась тема о принадлежности убийцы к Белому движению — в полицейских отчётах не случайно упоминалось о его контактах с Борисом Савинковым — европейским террористом № 1. В свою очередь контрразведка РОВС считала П. Горгулова секретным агентом НКВД.
При жизни казнённый, помимо прочих талантов, был известен и как посредственный писатель. Владислав Ходасевич в статье «О горгуловщине» довольно саркастически описывал его литературное творчество:
«Горгуловская бессмыслица по происхождению и значению ничем не отличается от бессмыслиц, провозглашаемых (именно провозглашаемых— пышно, претенциозно и громогласно) в других сочинениях того же типа. Форма и содержание этих бредов, по существу, безразличны… О, если бы дело шло просто о сумасшедших! К несчастью, эти творцы сумасшедшей литературы суть люди психически здоровые. Как и в Горгулове, в них поражена не психическая, а, если так можно выразиться, идейная организация. Разница колоссальная: нормальные психически, они болеют, так сказать, расстройством идейной системы. И хуже, и прискорбней всего, что это отнюдь не их индивидуальное несчастье. Точнее — не только они в этом несчастье виноваты. В них только с особой силой сказался некий недуг нашей культуры…