2017年8月9日，石家庄中院一审公开开庭审理了黄兴国受贿案。石家庄检察院指控其受贿4000余万，黄兴国当庭认罪悔罪。

黄兴国于2016年9月10日落马。落马前一天，他还曾出席公开活动。据天津卫视《天津新闻》报道，9月9日，黄兴国上午到河西区梧桐中学看望教师和同学，并出席天津市优秀教师代表座谈会；当天下午，他在天津市迎宾馆会见中国国民党副主席胡志强一行。2017年1月4日，黄兴国被“双开”，同月22日由最高检决定立案侦查。

2017年9月19日，央视一套播出的电视专题片《巡视利剑》第二集中，黄兴国出镜忏悔。他称，在巡视组“回头看”期间并未想到会落马。他认为，自己任代理书记已经一年零七个月，到年底就两年了，“当时可能在政治上做一次回头看，检查一下”。

专题片指出，2014年中央巡视组第一次巡视天津，发现了天津市委原常委、原副市长杨栋梁，天津市政协原副主席、市公安局原局长武长顺及其他干部的问题线索。在随后对他们调查处理的过程中，也发现了一批新的问题线索，其中就涉及黄兴国。经过在天津两个月的“回头看”，最终发现，不论是天津的政治生态，还是黄兴国本人，存在的问题都是严重的。

时任中央第三巡视组正局级巡视专员王新光表示，巡视组长和黄兴国谈话的时候，黄兴国对于自己如何和中央坚定地保持一致，如何自觉维护中央的集中统一领导，涉及到本人廉洁方面的问题，包装或者美化自己，因为实际的情况跟他自己介绍的情况恰恰相反。

王新光同时指，黄兴国的问题首先是政治问题，对中央的大政方针和决策部署阳奉阴违；第二，对中央的一些重大决策部署打折扣、搞变通；第三是放弃管党治党的责任，纵容甚至直接参与所谓圈子文化、码头文化、老乡文化，为了个人的升迁，接天线，摆码头，找靠山。

专题片还指出巡视中，发现了不少黄兴国和商人权钱交易、纵容亲属利用自己职权谋利的问题线索，后来经调查都属实。黄兴国平时给人以严谨清廉的印象，背后却政治上蜕变、经济上贪婪、生活上腐化，与经济问题相比，更为突出的是政治问题。

黄兴国在忏悔录中写道：“我长期以来不守规矩犯法纪，不分政商闯雷区，污染了政治生态，搞坏了党内风气，我的失败是注定的，落马是肯定的，查究是必然的。”

2017年7月25日，在十集政论专题片《将改革进行到底》中黄兴国也曾公开忏悔。在专题片中出现的黄兴国黑头发，带一副黑边眼镜。他表示，第一次巡视了，第二次再来个“回马枪”，“这一招很厉害”。他称：“理想信念动摇，打自己的小算盘，出问题了，私欲膨胀。根本的原因，根子上是这个问题——丧失了党性原则，一步一步地放松自己，才走到今天。”

专题片画面显示，2016年6月29日上午，中央第三巡视组进驻天津，对天津开展巡视“回头看”。时任天津市委代理书记、市长的黄兴国站到了门外，等候巡视组的到来。然而，两个半月后，他的政治生命彻底终止在了中央巡视杀的“回马一枪”上。

2017年1月初热播的中央纪委专题片《打铁还需自身硬》曾披露，2014到2015年，中央纪委第六纪检监察室原副处长袁卫华在天津查办相关案件。期间，天津市政协原副主席、市公安局原局长武长顺和国家安监总局原局长杨栋梁相继落马。黄兴国主动且多次与袁卫华接触，打探武长顺案、杨栋梁案的相关信息，同时也套取、打探关于他本人的一些问题线索，袁卫华一一奉告。黄兴国多次请袁卫华喝酒、吃饭，还赠送名贵手表等贵重礼物。

黄兴国1954年10月出生，浙江象山人，是十六、十七届中央候补委员，十八届中央委员。官方简历显示，他18岁从政，其仕途的前24年一直在党团口任职：起点是象山县晓塘公社团委书记；不满31岁时任象山县委书记，晋升正处级；不满36岁任浙江台州地委书记，跻身正厅级。而根据最高检的通报，黄兴国利用职务上便利收受他人巨额财物的受贿史，即发端于其担任台州地委书记时期。

经过浙江省政府秘书长一年半的历练，黄兴国实现了由党团口到行政口的转变。1998年1月，43岁的黄兴国升任浙江副省长，晋升副省级。

在副省长任上仅十个多月，1998年11月，黄兴国的仕途再度迎来关键一步：接任被查落马的时任宁波市委书记许运鸿，跻身省委常委，并主政宁波这座副省级重镇，担任市委书记。此后，黄兴国完成了在宁波的一届任期，并首次跻身中央委员会，当选第十六届中央候补委员。

2003年11月，49岁的黄兴国离开深耕31年的浙江，北上天津出任天津市委副书记，开启他在天津的近13年宦海沉浮。此间观察人士介绍：“黄是抓权的人，但身段灵活，手腕巧妙，善于调节关系平衡矛盾，颇得领导认可；他到天津工作后，工作上有能力，做事思路比较清晰，天津当地干部对黄兴国还是比较服气的。”

在天津期间，黄兴国任常务副市长四年，成为时任市长戴相龙的助手，并完成了他在同济大学经济与管理学院管理科学与工程专业的学习，获得管理学博士学位，还在中共十七大上继续当选中央候补委员。