谷寿夫原为日军第三军11师团一名下士，因在日俄战争中作战凶悍，1935年提升为第六师团长，1937年七七事变后派往中国，在华北他就纵容部队烧杀劫掠。
凇沪抗战期间，他担任侵华日军上海派遣军第6师团长率领部队绕道杭州湾登陆，攻击上海守军后方。
1937年12月12日率所部由中华门侵入南京，并伙同第16师团、18师团、114师团制造了南京大屠杀。
战后由东京国际军事法庭引渡回中国审判，关押至上海小南门看守所。他的部下河野满少佐、冈田次郎上尉和韩裔女特务李长美收买副所长毕尚清，给谷寿夫服药假死，被送往医院太平间。但被国防部军法司特勤组验出转往南京，劫狱没有成功。
河野满等人去南京绑架特勤组成员邢某，抢走监狱证件，在李长美预备活埋邢某时，被邢某挣脱绳索，打死李长美，并电话报告监狱，监狱戒备擒住准备劫狱的河野满，击毙冈田次郎。河野满在狱中咬碎牙中毒药身亡。
1947年2月6日南京军事法庭公审，谷寿夫拒不认罪，声称南京大屠杀是高丽兵干的，他的部队是“有文化教养的军人”。在法庭传讯近百受害未死的证人，金陵大学美国籍教授史密斯和贝德斯作证，尤其是美国新闻处提供的当时影片，有谷寿夫亲自指挥杀人的场景，他才认罪。
3月10日法庭宣判处死刑，谷寿夫不服上诉，4月25日蒋介石批示：“既据讯证明确，原判依法从重处以死刑，尚无不当，应予照准……遵照执行。”
4月26日被处决于南京雨花台。聚集的群众连绵数里，斥责怒骂声不绝。
