La ejecución se produjo después de que la sentencia de pena capital fuera aprobada por el Tribunal Popular Supremo el 12 de febrero. El Tribunal Popular Intermedio de Kunming llevó a cabo la ejecución después de permitir que Sun se reuniera por última vez con sus parientes más cercanos, según fuentes de la corte.

El Tribunal Popular Superior de la provincia de Yunnan decidió ejecutar a Sun por múltiples delitos, privarlo de sus derechos políticos de por vida y confiscar todos sus bienes el 23 de diciembre de 2019, al fallar un nuevo juicio bajo los cargos de acceso carnal violento, irrespeto a las mujeres, lesiones personales y perturbaciones al orden público.

El fallo ratificó la sentencia de ejecución proferida en su contra en 1998 durante un juicio de primera instancia.

En un juicio separado, también en 2019, Sun fue condenado a 25 años de prisión por la comisión de múltiples delitos, entre ellos la organización y el comando de bandas de tipo mafioso entre 2013 y 2018.