Pichushkin fin dall'inizio fu riconosciuto in grado di intendere e di volere. IIl suo avvocato, Pavel Ivannikov, chiese una pena a 25 anni di carcere, per controbattere all'accusa che chiedeva invece l'ergastolo: essendo in quel momento in corso in Russia una moratoria sulle esecuzioni, non era possibile condannarlo alla pena capitale. Per tutto il tempo del processo il killer seguì i dibattimenti dall'interno di una gabbia di vetro. Il 29 ottobre 2007 si concluse il processo: in meno di tre ore Pichushkin venne giudicato colpevole dal giudice Vladimir Usov di 48 omicidi (una delle vittime trovate nelle fogne era rimasta viva) e condannato all'ergastolo, nonostante i parenti delle vittime si siano battuti per la pena capitale.
