2007年9月から始まった秋田地裁での公判において、最大の争点となったのは鈴香の刑事責任能力と量刑の選択でした。検察側は「稀に見る自己中心的で残忍な犯行であり、反省の態度は皆無」として迷わず死刑を求刑しました。
弁護側は、犯行当時は精神障害の影響で心神耗弱状態にあったと主張。公判中には複数の専門家による精神鑑定が実施されました。法廷に提出された畠山鈴香精神鑑定結果は、彼女の特異な精神構造を浮き彫りにしました。鑑定では、統合失調症などの重大な精神病（精神病理的疾患）は認められず、物事の善悪を判断し行動を制御する能力、すなわち「完全責任能力」を有していたと結論付けられました。
しかし同時に、鑑定医は鈴香が重度の「境界性パーソナリティ障害」および「極度の人格的未熟さ」を抱えていることを指摘しました。激しい見捨てられ不安、感情の急激な起伏、衝動を抑えるブレーキの著しい脆弱性。これらは精神疾患による免責の理由にはならないものの、彼女が犯行に至った心理的プロセスに決定的な影響を与えたと評価されたのです。
2008年3月19日、秋田地裁（竹内行夫裁判長）が下した畠山鈴香裁判の判決は「無期懲役」でした。判決理由において裁判長は、豪憲くん殺害の冷酷さを厳しく指弾しつつも、以下の理由から死刑の選択を回避しました。
第一に、前述の通り彩香ちゃん殺害において「確定的殺意」や「事前の計画性」が立証されなかった点です。第二に、豪憲くん殺害という第2の凶行は、彩香ちゃんを死なせてしまったパニックや絶望、罪悪感から逃れるために、精神的に追い詰められた末の短絡的な暴走であったという側面が否定できない点です。そして第三に、過酷ないじめや虐待という生育歴が人格の形成に無視できない影を落としていた点でした。
検察側、弁護側ともに控訴したものの、2009年3月25日の仙台高裁も一審判決を支持して控訴を棄却。2011年4月に最高裁が上告を棄却したことで、畠山鈴香の無期懲役刑は正式に確定しました。
