Wniosła rewizję.
Ilse Koch w trakcie pobytu w areszcie zaszła po raz czwarty w ciążę (nigdy nie ujawniła nazwiska ojca swego dziecka), dlatego dożywocie zamieniono jej na jedynie cztery lata pozbawienia wolności. Wyrok zapadł w 1947 na mocy decyzji amerykańskiego trybunału wojennego. 29 października 1947 urodziła syna Uwe Köhlera.
W związku z licznymi protestami pod koniec 1949 została oskarżona przed państwowym trybunałem bawarskim o mordy i znęcanie się nad żydowskimi więźniami. Zarzut zlecania przez nią wyrobu „dzieł sztuki” z ludzkich szczątków nie został dostatecznie udowodniony. 15 stycznia 1951 sąd w Augsburgu skazał ją na dożywocie. W następnych latach starała się bezskutecznie o ułaskawienie. Koch powiesiła się w swej celi na prześcieradle w więzieniu kobiecym w Aichach 2 września 1967.
Odniesienie w kulturze Ilse Koch jest drugoplanową bohaterką powieści Wieczory kaluki autorstwa Howarda Jacobsona. Do jej czwartej ciąży, dzięki której początkowo uniknęła dożywocia, nawiązał Tadeusz Borowski w opowiadaniu pt. Rekord.