DNA鑑定の結果を受け、事態は感情論の応酬から法廷の場へと持ち込まれました。大沢さんは2014年、長男を相手取り大沢樹生 親子関係不存在確認 裁判を東京家庭裁判所に提訴しました。民法上の「嫡出推定」（婚姻中に妊娠した子は夫の子と推定する制度）の壁が存在する中、親子関係の有無を司法がどのように判断するのか、法曹界の注目も集まることとなりました。
2015年11月、東京家裁はDNA鑑定の科学的信用性を認め、「原告（大沢さん）と被告（長男）との間に親子関係は存在しない」との判決を下しました。長男側を代理した喜多嶋さん側はこの判決を不服として東京高裁へ控訴しましたが、最終的に家庭裁判所の判断が確定。法的な父子関係は完全に解消されるという結末を迎えました。
この裁判の過程で加熱したのが、「大沢樹生 息子 実父 誰」「喜多嶋舞 父親 候補」を巡る過熱取材とネット上の特定作業でした。週刊誌各誌は、喜多嶋さんの過去の交友関係を徹底的に洗い出し、複数の芸能関係者や俳優の名前が浮上しました。
とりわけ噂の的となったのが、当時喜多嶋さんと親交の深かった元俳優の伏石泰宏氏や、ドラマ共演者、音楽関係者などです。しかし、いずれの人物についても決定的な物的証拠や当事者の自白はなく、真相は深い霧の中に包まれたままとなっています。喜多嶋さん自身は取材に対し、「大沢さんが初恋の相手であり、妊娠時に他の男性と関係を持ったことは絶対にない」「再鑑定を行えば100％彼の子だと証明できる」と断固として不貞行為を否定し続け、科学的証拠と本人の主張が真っ向から対立する異様な構図が固定化しました。
