24 października 1307 przyznał się do części przypisywanych mu zbrodni, lecz odrzucił zarzut sodomii. Pisał do członków zakonu w całej Francji, nakazując spowiedź. Kiedy papież wysłał swoich własnych delegatów do prowadzenia śledztwa wielki mistrz i wielu innych zakonników wycofało swoje wcześniejsze oświadczenia, argumentując, że zostały one wymuszone torturami. W listopadzie 1309 i marcu 1310 złożył apelację o osobisty sąd papieża. 22 marca 1312 Klemens V pod naciskiem króla Francji zdecydował się ostatecznie zlikwidować zakon, bulla kasacyjna doprowadziła do ogólnoeuropejskiego oburzenia. Majątek templariuszy został skonfiskowany i ostatecznie przekazany joannitom, którzy musieli zapłacić francuskiemu monarsze ogromne odszkodowanie pieniężne.
18 lub 19 marca (lub 11 marca) 1314 roku komisja trzech kardynałów skazała de Molaya i innych templariuszy na wieczną karę więzienia. Po usłyszeniu tego wyroku ponownie odwołał swoje zeznania, dlatego Filip IV nakazał spalić go na stosie, jeszcze tego samego popołudnia. Wyrok został wykonany w Paryżu 18 marca 1314 (różne źródła wymieniają również datę 11 lub 19 marca) przez oficerów króla.