張東蓀麵對如此激烈的批判，頗為疲憊，思想壓力很大。在張瀾、羅隆基和梁漱溟的勸說和幫助下，1952年8月，張東蓀作第四次檢討，主要是關於張東蓀與美帝國主義的關係，如與司徒雷登的關係等等。但民盟許多人並不滿意，認為張東蓀仍不老實交代問題，還是多方麵掩飾其罪行。為什麼會出現這種情況？因為到了此時，張東蓀的問題更加嚴重，已經由一般思想與曆史問題，轉變為現實問題。
當時，民盟主席張瀾親自與李維漢、徐冰去見毛澤東，向毛澤東說明了張東蓀在燕京大學數次檢討都未通過的情況。毛澤東說:“這樣的人棗壞分子張東蓀，我們不能坐在一起開會了。”張瀾說:“東蓀先生的問題，還是從緩處理為是。”李維漢告訴張瀾說:“我們不能和這樣的壞人合作，他出賣了國家情報。”張瀾聽後，頓然感到問題的嚴重性。
原來，與張東蓀有過聯係的王誌奇此時已被國家公安機關逮捕，並且很快承認自己是美國特務，對自己的罪行作了交代，咬定張東蓀向自己提供了國家機密。這樣，對張東蓀的批判，便由“思想改造”一下子轉變為“叛國罪行”的控訴；批判焦點也由檢討政治和思想問題，轉變為交代建國後與美帝特務“勾結”問題。
當向王誌奇提供“情報”的情況揭露出來後，張東蓀也真正感到問題的嚴重性。他從身體到精神被徹底擊垮了。1952年9月6日，張東蓀在民盟內部寫了一個書麵檢討，即第五次檢討，開始承認了一些自己“勾結美帝國主義的叛國罪行”，坦白交代了與王誌奇認識的過程，對自己堅持走“中間路線”的錯誤進行了批判，表示“用他來聯係美帝的媒介，我自己應負全責。不管他是什麼樣的人，我對於我所做的危害人民的事，我是有完全責任的。”到了此時，張東蓀忽然間發現自己犯了一生中自己最不能原諒、也最荒唐的政治錯誤。他感到無地容身，屢想自殺。但想到自殺更對不起人民，不如聽候處理，受應得的處分。
1952年10月，民盟召開中央常務委員會第33次擴大會議，決定撤銷張東蓀盟內一切職務，令其徹底交代，聽候處理；指定章伯鈞、羅隆基、史良、胡愈之、許廣平、曾昭倫、吳含等人組成審查小組，審查張東蓀叛國罪行。同時讓張東蓀進修學習，進一步作檢討。這種寬大處理，出乎張東蓀意料之外，他“不知如何才能報答此寬大的恩惠，我決定老老實實學習，以我的餘年報答毛主席。”
1952年12月3日，張東蓀作了《補充檢討》，12月10日又作了《補充檢討再補充》的書麵交代，12月28日作了《補充檢討事實部分再補充交代一個事實》，對自己與王誌奇會談的詳細情況作了交代，並對自己犯這樣錯誤的動機和思想根源作了深刻檢查。張東蓀除承認關於預算是故意透露的、是犯了“大罪”外，堅定認為沒有為王誌奇提供情報；他承認自己發過一些不滿於現狀的牢騷，這些可能被王整理為所謂“情報”，但他決不認為這些是自己主動提供了情報；他隻承認自己被王誌奇利用了，但絕不承認自己與美國特務合作；更不承認自己是“美國特務”。
自張東蓀“叛國罪行”被揭發並在民盟內部傳達後，各地方組織大都舉行了座談會，並要求嚴懲張東蓀。民盟中央常務委員會召開第41次會議，以“出賣1950年國家總預算詳細數字的情報”、“出賣我抗美援朝的重大政治軍事機密”、“出賣有關國防資源情報”、“替美帝國主義找政治市場”、“掩護美帝特務活動”、“與美帝公開掛著使領名義的特務人員經常保持著聯係”等罪名，被指控為“嚴重的叛國問題”，被定為“中國人民的敵人”、“美帝國主義派在我們新中國的特務”；同時以“領取汪逆偽組織津貼”、“與國社黨、漢奸頭子共提賣國提案”、“未與反動的民社黨割斷關係”、“解放之後，還企圖幫助戰犯張君勱混入新中國進行其陰謀活動”等罪名，被定為“漢奸”。會議決定開除張東蓀盟籍，並提請政府依法處理。
張東蓀被民盟中央開除出盟後，當時，有人主張應將他逮捕法辦。但出乎人們的意料，毛澤東卻主張讓張東蓀辭職後既往不咎。據說，毛澤東指示：按人民內部矛盾處理，養起來。這樣，張東蓀在辭去中央人民政府委員和政務院文教委員會委員後，便閑賦在家，結束了政治生命。
“張東蓀案件”的內幕目前尚不清楚。張東蓀雖通過王誌奇與美國方麵聯係，同時也向王提供了一些“情報”，利用王作中間人來與美國建立聯係，但他的動機顯然是要開辟一條與美國和談的渠道。在當時全國抗美援朝運動如火如荼的背景下，張東蓀居然想與美國聯絡，並企圖以“調人”身分來調解中國與美帝國主義的衝突，這種行為被認為是“反革命”活動，這些活動被被指控為“叛國”，他也因此被認為是“美國特務”，這在當時是很正常的事情，也是易於為人接受的。實際上，無論出於何種動機，他泄露國家預算機密，總是犯了重大的政治錯誤。