ในปี พ.ศ. 2531 ศาลจังหวัดฉะเชิงเทราได้ตัดสินประหารชีวิตพรหมมาศในความผิดฐานปล้นทรัพย์เป็นเหตุให้ผู้อื่นถึงแก่ความตายจากคดีฆาตกรรมสุพจน์ ทองบริสุทธิ์ที่อำเภอบ้านโพธิ์ และย้ายตัวเขาไปยังเรือนจำกลางบางขวาง ส่วนคดีฆาตกรรมที่จังหวัดชลบุรีไม่พบข้อมูลคำตัดสินว่าได้รับโทษอย่างไร เขาได้ใช้สิทธิ์ขอยื่นอุทธรณ์ ต่อมาศาลอุทธรณ์ภาค 2 ได้พิพากษายืนประหารชีวิต หลังจากนั้นเขาได้ใช้สิทธิ์ขอยื่นฎีกา แต่ศาลฏีกาก็พิพากษายืนประหารชีวิตตามศาลชั้นต้นและศาลอุทธรณ์ เขาจึงถวายฎีกาทูลเกล้าขอพระราชทานอภัยโทษในปี พ.ศ. 2536 แต่ฎีกาดังกล่าวได้ถูกกระทรวงมหาดไทยสั่งยกในปี พ.ศ. 2538 เนื่องจากเขามีพฤติกรรมเป็นอาชญากร ประกอบกับการก่ออาชญากรรมหลายครั้ง ประพฤติตัวเป็นภัยต่อชีวิตและทรัพย์สิน และไม่มีทางแก้ไขให้กลับตัวเป็นคนดีได้ ต่อมาในวันที่ 18 กันยายน พ.ศ.2538 หนังสือพิมพ์เดอะเนชั่นได้รายงานว่าเจ้าหน้าที่ของกระทรวงมหาดไทยได้กล่าวว่าชายคนหนึ่งซึ่งไม่ได้มีการเปิดเผยชื่อ กำลังจะถูกประหารชีวิตเพื่อยับยั้งการก่ออาชญกรรม โดยชายคนดังกล่าวถูกตัดสินว่ามีความผิดฐานปล้นทรัพย์และฆาตกรรม 3 ครั้งในพื้นที่จังหวัดชลบุรี ในช่วงปี พ.ศ. 2528 ถึง 2530 จริงๆบุคคลดังกล่าวก็คือพรหมมาศแต่ยังไม่ได้มีการเปิดเผยชื่อว่าพรหมมาศคือชายที่กำลังจะถูกประหารชีวิต[13][14]

วันที่ 26 มกราคม พ.ศ. 2539 เวลาประมาณ 16.00 น. เจ้าหน้าที่ได้นำตัวพรหมมาศออกจากหมวดควบคุมนักโทษประหารแดน 1 อย่างเงียบๆเพื่อไม่ให้นักโทษประหารคนอื่นแตกตื่น เมื่อนำตัวมาถึงหมวดผู้ช่วยเหลือฯ เจ้าหน้าที่ตำรวจจากกองทะเบียนประวัติอาชญากรได้เข้าไปพิมพ์ลายนิ้วมือของเขาและตรวจสอบประวัติอาชญากร เมื่อเจ้าหน้าที่พิมพ์ลายนิ้วมือของเขาเสร็จ เวรผู้ใหญ่ได้ทำการอ่านคำสั่งจากสำนักนายกรัฐมนตรีให้และให้เซ็นลงในคำสั่ง ถัดจากนั้นได้ให้เขาเขียนพินัยกรรมโดยเขาได้เขียนจดหมายถึงแม่ หลังจากเขียนพินัยกรรมและจดหมาย พี่เลี้ยงได้ยกอาหารมื้อสุดท้ายซึ่งประกอบด้วยข้าวเปล่า, น้ำพริกปลาทู และแกงจืดมะระยัดไส้มา เขามีอาการกลัวจนเดินไม่ไหวและเหงื่อออก เขาได้ขอบุหรี่มาสูบเพื่อลดความหวาดกลัว ในเวลา 17.00 น. เจ้าหน้าที่พี่เลี้ยงนำเขาเข้าไปเพื่อฟังเทศนาธรรมจากพระครูอินทสรานุรักษ์ซึ่งเทศนาเรื่องกฎแห่งกรรม ระหว่างฟังเทศน์เขามีสีหน้าซีดเผือกและหวาดกลัวมาก พระครูอินทสรานุรักษ์เห็นใบหน้าของเขาจึงเทศน์ให้ให้มีสติตั้งมั่นในหลักธรรมคําสอนเรื่อง การเกิด แก่ เจ็บ ตาย อันเป็นของธรรมดาสุดแต่เวรแต่กรรม มิให้ยึดถือโกรแค้น ทำให้ความหวาดกลัวของเขาลดลงและสงบนิ่งมากขึ้น โดยยังมีน้ำตาคลอหน้าอยู่บ้าง หลังจากการเทศน์ระยะเวลาประมาณ 10 นาที เขาได้ถวายเงินติดกัณฑ์เทศน์ ถัดจากนั้นเจ้าหน้าที่ได้พาเขาไปยังศาลาเย็นใจเพื่อเตรียมการประหารชีวิต โดยระหว่างเดินเขาร้องไห้และคอพับอ่อนจนเดินไม่ไหว[15] เขาถูกนำตัวเข้าสถานที่หมดทุกข์และถูกประหารชีวิตด้วยการยิงเป้าเมื่อเวลา 18.48 น. โดยเพชฌฆาตเชาวน์เรศน์ จารุบุศย์ ซึ่งเขาเสียชีวิตจากการยิงเพียงชุดเดียว[16] หลังจากการประหารชีวิต 3 นาทีพี่เลี้ยงและแพทย์ได้ตรวจสอบร่างของเขาและยืนยันว่าเขาเสียชีวิตก่อนปลดเขาออกจากหลักประหารแล้วนำศพของเขาคว่ำหน้าไว้ ก่อนนำศพของเขาไปพิมพ์ลายนิ้วมือ ในวันถัดมานักโทษซึ่งเป็นผู้ช่วยเหลือเจ้าพนักงานได้ตัดตรวนสองชั้นที่ขาของเขาออกแล้วอาบน้ำกับเปลี่ยนเสื้อผ้าใหม่ก่อนบรรจุลงไปในโลงศพ แล้วนำศพออกไปทางประตูเเดงของวัดบางแพรกใต้ ก่อนนำศพไปเก็บที่ช่องเก็บศพนักโทษประหาร แล้วโบกปูนและเขียนชื่อของนักโทษที่ถูกประหารชีวิตไว้ด้านหน้าของช่องเก็บศพ ในอีกสองวันต่อมาญาติของเขาได้เดินทางมารับศพกลับไปประกอบพิธีกรรมตามศาสนาที่อำเภอพานทอง[17][18][19]

พรหมมาศนับเป็นบุคคลแรกที่ถูกประหารชีวิตในรอบ 8 ปี นับตั้งแต่การประหารชีวิตสมโภชน์ ชื่นชม, ไพริน ณ วันดี, คำพัน อรรถศรี และสุวรรณ คำภูษา ในปี พ.ศ. 2530 และนับเป็นผู้ต้องโทษประหารชีวิตคนที่ 276 ของประเทศไทยด้วยการยิงเป้า[20][21]