Hess fut aussi le personnage central d'une histoire rocambolesque de la Seconde Guerre mondiale : selon William Shirer, auteur de Grandeur et décadence du Troisième Reich, Hess aurait pris un avion jusqu'au Royaume Uni en mai 1941, sautant en parachute de son Messerschmitt Bf 110 sur Ayrshire le 10 mai, se cassant la cheville, dans l'espoir de rencontrer le Duc d'Hamilton.
Hess supposait qu'Hamilton était un opposant de Winston Churchill et le rejoint car (paradoxalement) il ne voulait pas directement négocier avec Churchill et son cabinet car il les tenait responsable du déclenchement de la guerre. Ainsi, il n'imaginait pas pouvoir négocier la paix avec eux. Sa proposition de paix fut similaire au marché proposé par Hitler à Chamberlain juste avant l'invasion de la Pologne : l'Allemagne protégerait l'empire britannique et ce tant que l'Angleterre ne s'opposerait pas aux projets allemands.
L'étrange comportement de Hess ainsi que sa proposition extrême achevèrent de le discréditer en tant que négociateur, surtout lorsqu'il devint certain pour Hamilton qu'il n'était pas mandaté par le régime. Il fut emprisonné à la Tour de Londres. Hitler fit alors dire que Hess était devenu fou, et avait agi selon sa seule initiative. Martin Bormann lui succéda au poste d'adjoint.
Hess fut jugé au procès de Nuremberg après la guerre pour crimes contre la paix et fut condamné à perpétuité sur insistance des soviétiques. Pendant les années qui suivirent, il fut le « prisonnier numéro 7 ». Après les libérations de Baldur von Schirach et Albert Speer en 1966, il resta le dernier prisonnier de la prison de Spandau (Berlin Ouest). Ses gardes ont dit que sa santé mentale s'était profondément dégradée, et qu'il avait perdu la mémoire.