1949年10月1日，杨虎受邀参加新中国开国大典；此后，受任中华人民共和国中央人民政府政务院顾问，住进了北京东皇城根当年的恭亲王府，每月补贴300元生活费，配以秘书、保卫人员和专车供他使用，过着无忧无虑的生活。

然而，杨虎毕竟是个资深的国民党旧式军人，他对于党和国家给予的优待仍不满足，多次向人民政府提出要当全国政协委员的要求。当他的愿望得不到满足时，便对人民政府产生了不满情绪，经常大发牢骚，埋怨共产党未给他高官厚禄。

此后，杨虎不甘寂寞，经常收听“美国之音”及国民党的反共宣传，并有意在社会上散布流言蜚语，发泄心中的不满，诽谤人民政府的方针政策，乃至后来发生了十分荒唐的做法。

他对从台湾回大陆探望的长子杨安国说：你这次回台，请转告蒋家父子，就说我人在曹营心在汉，我早晚会反对共产党的……”台湾当局抓住杨虎的这一心态，立即派具有军统背景的杨虎的姨太太陶圣安从香港潜回大陆，对杨虎进一步实施策反。于是，杨虎开始了与台湾特务的秘密往来，重新走上了反共的道路。

1958年，蒋介石反攻大陆的气焰十分嚣张，杨虎以为时机已到，便给蒋介石写了封密信，建议借用日本军事力量，从福建和东北出兵，南北两路夹击大陆，他负责策动内乱作为呼应。

杨虎觉得此信若投寄，很不安全，不如托人捎带出境面交。于是，他又千方百计在天津物色一名即将返国的日籍女侨民，并托这位日侨将信件带到香港，转交蒋家父子。他自诩筹划周详，做得天衣无缝。实际上，杨虎的一切行为皆受我公安部门严控。所以，一到海关，这位日侨所携的密函即被我边防检查站查获，杨虎投敌的阴谋彻底败露。

1958年9月，北京市高级人民法院开庭审理此案，杨虎态度十分恶劣，矢口否认有叛国的行为。当法官向他出示信件时，他在法庭上摆出一副无赖面孔，他说：“我老眼昏花，看不清字迹，即使是我的亲笔信，也无非是朋友之间的应酬，无关紧要。”

最终，北京高级人民法院判处杨虎死刑，缓期两年执行，剥夺政治权利终身，后监外执行。1966年3月，杨虎病逝于北京复兴医院，终年79岁。