26 декабря 2006 года апелляционный суд Ирака оставил приговор без изменений и постановил исполнить его в течение 30 суток, а 29 декабря опубликовал постановление о казни. В эти дни сотни иракцев, родственники жертв Саддама, обратились к властям с просьбой назначить их палачами. Шиитские массы категорически требовали, чтобы Саддама повесили публично, на площади, и транслировали казнь по телевидению в прямом эфире. Правительство пошло на компромиссное решение: казнь было решено устроить в присутствии представительной делегации и полностью заснять на видео.

Саддама Хусейна казнили 30 декабря с 2:30 до 3:00 UTC (6 часов утра по Москве и Багдаду). Казнь состоялась рано утром на несколько минут раньше начала праздника Курбан-байрам (Дня жертвоприношения). Время было выбрано так, чтобы момент казни формально не совпал с праздником по шиитскому календарю, хотя по суннитскому он уже начался.

По сообщениям агентства Al-Arabia, Саддам Хусейн был повешен в штаб-квартире военной разведки Ирака, расположенной в шиитском квартале Багдада Аль-Хадернийя. У эшафота присутствовало ограниченное количество лиц: члены американского военного командования (по другим данным, американцев на месте казни не было), иракские чиновники, несколько судей и представители исламского духовенства, а также врач и видеооператор (как и планировалось, последние минуты жизни Саддама были засняты на видео).

Помимо официальной записи получила распространение также неофициальная съёмка, сделанная мобильным телефоном. Перед тем, как идти на эшафот, Саддам прочёл исповедание веры (шахада) и произнёс: «Бог велик. Исламская община (умма) победит, и Палестина — арабская территория». Последней его просьбой было передать Коран, который он держал в руках. Присутствующие осыпа́ли Саддама оскорблениями и выкрикивали: «Муктада! Муктада!», напоминая о лидере радикальных шиитов Муктаде ас-Садре. Когда Саддаму накинули верёвку на шею, один из охранников сказал, напоминая о казнённых им шиитах: «Так было с теми, кто молится Мухаммеду и семье Мухаммеда». Саддам иронически возразил: «Это храбрость, по-вашему?». Окружающие отвечали: «Долой диктатуру!», «Отправляйся в ад!», «Да здравствует Мухаммед Бакер ас-Садр!» (дядя Муктады, казнённый Саддамом).

Позже появилась информация, согласно которой Муктада ас-Садр был одним из палачей Саддама; официальные источники это отрицают. Один из судей призвал окружающих к порядку. Саддам сказал «Пусть будут прокляты американцы и персы!», вновь прочёл шахаду, и, когда начал читать её вновь, платформа эшафота опустилась. Через несколько минут врач констатировал смерть, тело сняли и положили в гроб. Начальник охраны могилы Саддама Хусейна впоследствии утверждал, что после казни на теле президента было сделано шесть ножевых ран: четыре на передней части тела и две — на спине, но официально это не подтверждено. Вечером тело экс-президента было передано представителям племени «Абу Насир», к которому он принадлежал. Ближе к ночи останки Саддама Хусейна были доставлены американским вертолётом в Тикрит. В главной мечети Ауджи в ожидании тела экс-президента к тому времени уже собрались представители его клана. Саддама похоронили на рассвете следующего дня в родном селе около Тикрита, рядом (в трёх километрах) с погибшими в 2003 сыновьями и внуком. Сам Хусейн называл два места, где хотел бы быть похоронен — либо в городе Рамади, либо в родном селении.