Enfermée à Rouen, son procès fut ouvert le 9 janvier 1431. Pendant trois mois les interrogatoires se succédèrent donnant lieu à un prodigieux dialogue dans lequel Jeanne, téméraire mais « sans orgueil ni souci d’elle même, ne songeant qu’à Dieu, à sa mission et au roi », opposa à toutes les ruses, à toutes les subtilités de ses juges, ce que Jules Michelet appela « le bon sens dans l’exaltation ».
Malgré tout, déclarée « hérétique, schismatique idolâtre, invocatrice de démons et apostat», elle fut condamnée à mort. Pressée d’abjurer par la foule, Jeanne céda et sa peine de mort fut commuée en réclusion à perpétuité sous la protection de l’Eglise à la fureur des Anglais.
Mais Jeanne reporta ses habits d’homme qu’elle avait juré de ne plus jamais endosser. Déclarée relapse, le 30 mai 1431elle monta sur le bûcher, place du Vieux-Marché à Rouen où le lieu de son supplice est toujours visible.
Point de tombe, de sépulture pour ses cendres qui furent dispersées dans la Seine -par le bourreau Thérage qui avait officié à son supplice- à partir de l'ancien pont Mathilde, disparu, et qui se situait à peu près à l'emplacement de l'actuel pont Boieldieu.