中华人民共和国成立后，担任过上海副市长，随后于1955年在任内被怀疑为“内奸”被秘密逮捕，1963年被最高人民法院定罪入狱15年、剥夺政治权利终身。毛泽东批示潘汉年为叛投国民党的CC派人物，应当处决但是不宜处决。1966年文革开始后重新收监，1976年重审被开除党籍、判处无期徒刑，1977年4月逝世。