Срочная операция не помогла, и вечером 5 сентября Столыпин скончался. Дело Богрова было передано из окружного суда, который иногда проявлял снисхождение даже к участникам террористических актов, в военно-окружной суд, от которого нечего было ждать пощады. Суд начался 9 сентября в Косом Капонире Печерской военной крепости-склада, где Богров содержался под следствием. Обвинителем выступал генерал-лейтенант М.И. Костенко, от адвоката подсудимый отказался. По словам Костенко, "во время судебного заседания Богров держал себя корректно и совершенно спокойно, говорил он, обращаясь больше к публике, в числе которой были министр юстиции Щегловитов, командующий войсками, его помощник, киевский губернатор и предводитель дворянства, комендант, чины гражданской и военной прокуратуры". Помимо названных лиц, в каземате никто не присутствовал, так как суд проходил при закрытых дверях. Заседание началось в 16 часов и продолжалось примерно до 21 часа 30 минут. Судьи совещались около получаса, после чего огласили приговор. Богров был признан виновным в преднамеренном убийстве премьер-министра и приговорен к повешению.
В ночь на 12 сентября в камеру Богрова вошли судебные чиновники. По словам одного из тюремщиков, проснувшийся убийца сказал им: "Самая счастливая минута в моей жизни только и была, когда узнал, что Столыпин умер". Приговоренного вывели на один из фортов крепости - Лысую гору, где была установлена виселица. При казни присутствовали делегаты черносотенных союзов, желавшие убедиться в том, что арестованного не подменили. В 3 часа 2 минуты утра смертнику надели на голову саван и подвели к виселице. Много лет спустя палач вспоминал, что Богров сорвался с виселицы и он торопливо стал вторично налаживать петлю на шею Богрову. Из-под мешка послышалось надорванное, скрипучее и бессильное: "Сволочи!" Этот драматический эпизод не очень достоверен. Однако даже враждебно настроенные к Богрову свидетели казни признавали, что он держался с большим мужеством.
Дмитрий Богров был казнен в возрасте 24 лет, оставшись непонятым ни современниками, ни потомками. В революционном лагере всегда высказывались полярные мнения о Богрове. Одни предлагали воздвигнуть в его честь памятник, другие объявляли его запутавшимся и запуганным провокатором.
Человек, вызвавший такие споры, родился в семье присяжного поверенного. Летом 1905 г., окончив с отличием гимназию, Богров поступил на юридический факультет Киевского университета, но вскоре уехал учиться в Мюнхен. Через год он вернулся на родину. В феврале 1910 г. окончил университет, но до самого покушения в сентябре 1911 г. не имел постоянных занятий. Отец устроил его помощником секретаря в один из многочисленных петербургских комитетов. Наряду со службой Дмитрий пытался вести уголовные дела, но сам иронически писал родным: "Имею в день только 2 - 3 часа, когда мне никто не дурит голову и я совершенно одинок,это часы моего адвокатского приема". После восьмимесячного пребывания в столице он возвращается в Киев и работает, вернее, изредка посещает адвокатскую контору своего родственника.
Одновременно с легальной жизнью шла другая - подпольная жизнь Богрова. В семье Богровых господствовало критическое отношение к самодержавию. Старшее поколение исповедовало умеренно-либеральные взгляды, младшее было более радикальным. Его двоюродный брат Сергей Богров и жена последнего были большевиками. Говорили, что они поддерживали личные контакты с В.И. Лениным.
Примечательно, что по мере взросления взгляды Дмитрия менялись. Он сам признавался, что с гимназической скамьи прошел всю гамму воззрений от либерализма до анархизма. Когда Дмитрий был либералом - неизвестно, но уже в старших классах гимназии он находился под влиянием Сергея Богрова. К окончанию гимназии он считался эсером, причем отдавал предпочтение эсерам-максималистам. Родители отправили Дмитрия за границу, подальше от бурной политической жизни России. Однако в Мюнхене его настольными книгами стали труды Михаила Бакунина и Петра Кропоткина. В конце 1906 г. сразу после возвращения из Германии он примкнул к одной из анархистских групп. Подпольные организации Киева переживали трудные времена. Но осенью 1907 г. из Парижа прибыли представители группы "Буревестник" Наум Тыш и Герман Сандомирский. Им удалось наладить прерванные связи и вдохнуть новые силы в анархистское подполье. Дмитрий Богров принял активное участие в этой работе. Герман Сандомирский вспоминал, как он вместе с Богровым горячо обсуждал планы революционной пропаганды: "С таким не пропадешь",- радостно думал я".
Анархист не подозревал, что его собеседник был секретным агентом полиции, добровольно предложившим свои услуги Киевской охранке в феврале 1907 г. На суде Богров пояснял, что уже месяца через два после вступления в сообщество анархистов "совершенно разочаровался в их деятельности, так как они больше разбойничали, чем проводили в жизнь идеи анархизма". Богров говорил, что искренне считал своим долгом предупреждать эти преступления. Вместе с тем разочарованный анархист рассчитывал получить за службу в охранке некоторый "излишек" денег. Начальнику Киевской охранки Кулябко он объяснил, "что, будучи за границей, он проиграл 1000 или 1500 франков, что это долг чести, денег у него нет, так как отец очень скуп, и он надеется, что за оказанные мне услуги я дам ему возможность уплатить этот долг".