הודות לחקירתו של בונין, הצליחה המשטרה להשיג צו חיפוש לביתו של באטס בלייקווד. החיפוש שנערך ב-25 ביולי חשף ראיות אשר קישרו את באטס לחלק מהרציחות עליהן בונין כבר התוודה. הוא הובא בפני בית משפט מקומי והואשם בשישה סעיפי סיוע לרצח ושלושה סעיפי שוד. בראיון לתקשורת בנוגע לחקירה מסר משרד השריף של לוס אנג'לס כי "אנו מאמינים שבונין ובאטס הם האחראיים למקרי החטיפה, העינויים והרצח של לפחות עשרים ואחד גברים צעירים בין מאי 1979 ליוני 1980".
אף על פי שטען לחפותו, הודה באטס כי התלווה לבונין בכל מקרי הרצח בהם הואשם, וכי אנס חלק מהקורבנות. באטס התעקש על כך שהיה לו חלק קטן בלבד בעינוי הקורבנות, אבל הודה שהשתתף באופן פעיל באחד המקרים. כמו כן טען כי לרוב היה נוסע באקראיות בזמן שבונין התעלל ועינה את הקורבנות באחורי הרכב, כשלאחר מכן היה עוצר בכדי לסייע לו בהחזקת הקורבן בזמן שהחמיר את עוצמת העינויים. כאשר נשאל מדוע חלק מהקורבנות היו נתונים לעינויים קשים יותר מאחרים, אמר באטס כי בונין החמיר את עוצמת החבטות אם ניסו הקורבנות להתנגד למגעים מיניים מצדו.
ב-14 בנובמבר הובא באטס בפני השופט ריצ'רד אורוזקו בבית המשפט במחוז אורנג', שם הואשם בשלושה אישומי רצח נוספים אשר התרחשו באותו מחוז. משפטו נקבע ל-27 ביולי 1981.
ב-31 ביוני נעצר מונרו בביתו בפורט הורון, מישיגן. הוא הוסגר לקליפורניה והואשם ברצח של וולס, אך ב-14 באוגוסט טען לחפות מפשע בפני כל האישומים נגדו. ב-22 באוגוסט נעצר מיילי בטקסס והואשם בידי הרשויות בקליפורניה ברצח של מירנדה ושל מקייב. מעצרו התבצע לאחר שהתוודה על שתי הרציחות במהלך שיחת טלפון שניהל עם חברו, מה שעזר לבסס את הווידוי הראשוני של בונין.
שימועים מקדימים.
בשימוע מקדים שנערך בלוס אנג'לס ב-2 בינואר 1981, טען בונין לחפותו בפני ארבעה עשר סעיפי אישום של רצח מדרגה ראשונה ועשרות סעיפים נוספים של ביצוע מעשי סדום, שוד ותקיפה. בית המשפט הורה לבונין לחזור ב-7 בינואר עבור הגשת עתירות קדם משפטיות וקבלת ההחלטה הסופית בנוגע לתחילת המשפט, אשר נקבע ל-19 באוקטובר.
באותו יום הואשם באטס בחמישה סעיפי רצח ושלושה סעיפי שוד, אולם כעבור תשעה ימים נמצאה גופתו בתא הכלא בו שהה לאחר שתלה את עצמו עם מגבת. נתיחה שלאחר המוות חשפה כי באטס ניסה להתאבד לפחות ארבע פעמים לפני מעצרו. עורך דינו, ג'ו אינגבר, העריך כי מצבו הדיכאוני הוחמר לאחר שחרור עדותו בשימוע המקדים, בה תיאר כיצד עונו הקורבנות לפני שנרצחו.
טרם משפטו של בונין הסכימו מיילי ומונרו להעיד נגדו בתמורה לכך שהפרקליטות לא תבקש לגזור עליהם את עונש המוות. במקרה של מונרו, הסכים התובע המחוזי סטירלינג נוריס להימנע מהגשת סעיפי אישום בגין ביצוע שוד וביצוע מעשי סדום, ובמקרה של מיילי, קיבל התובע את שתי הודאותיו במסגרת הסדר טיעון וזאת בתמורה לשני מאסרי עולם מצטברים עם אפשרות לשחרור מוקדם אחרי עשרים וחמש שנה.
משפט.
מחוז לוס אנג'לס.
בונין הובא למשפט במחוז לוס אנג'לס ב-19 באוקטובר 1981, במסגרתו הואשם ברצח שנים עשר הקורבנות שנמצאו באותו תחום שיפוט. הוא נשפט בפני ויליאם קין, שופט בית המשפט העליון, ומשפטו החל ב-5 בנובמבר.
התובע, סטרילינג נוריס, ביקש לגזור על בונין את עונש המוות עבור כל אחד מהאישומים שבגינם נשפט, והצהיר בנאום הפתיחה שלו בפני חבר המושבעים: "אנו נוכיח שהוא רוצח הכביש המהיר, כפי שהתרברב בפני מספר עדים. אנו נראה לכם שהוא נהנה מהרציחות. לא רק שהוא נהנה מהן, ותכנן להנות מהן, היה לו תיאבון בלתי ניתן לסיפוק - לא רק למעשי סדום, אלא לרצח".
נוריס הוסיף כי בונין פיתח דפוס מוכר ברציחותיו אשר אופיין בפיתוי הקורבנות לתוך רכבו לפני שהכניע וכפת אותם. לאחר מכן, לדבריו, היה אונס את השבויים בין ותוך כדי ביצוע עינויים שונים בהם, עד שלבסוף היה מגיע לפורקן מיני ורוצח אותם. מעבר לכך הרחיב כי בונין ניסה לטפח קבוצת אנשים שתשתתף במעשיו, ולרוב היה לוקח עמו טיפוסים בעלי מנת משכל נמוכה לעזרתו.
מיילי ומונרו העידו נגד בונין במשפט בלוס אנג'לס, ותיארו נרחבות ובפירוט רב את הרציחות אליהן התלוו. בעדות שנמסרה ב-17 בנובמבר, אמר מונרו שזמן מה לאחר הרצח של וולס, נסעו הוא ובונין לסניף מקדונלד'ס וקנו המבורגרים עם כסף שלקחו מארנקו של הקורבן. בזמן שאכלו את ההמבורגרים בביתו, צחק בונין ואמר, "תודה, סטיב, היכן שאתה נמצא".
מיילי העיד על השתתפותו ברציחתם של מירנדה ומקייב, ותיאר כיצד שניהם הכו ועינו אותם בעזרת מגוון כלים לפני שרצחו אותם. הוא ציין כי שמע "מלא עצמות נשברות" כאשר בונין לחץ על צווארו של מירנדה עם מפתח גלגלים. מספר אנשים שנכחו באולם בית המשפט יצאו החוצה כאשר שותפיו של בונין מסרו את עדותם, ומאוחר יותר אמרו כי הפרטים ששוחזרו עוררו בהם בחילה.
אסטרטגיית ההגנה הייתה לפגוע באמינותם של עדי התביעה, ולהציע לבית המשפט את הרעיון כי אופי התנהגותו של בונין נולד מתוך ההתעללות הפיזית, הרגשית והמינית שחווה לאורך ילדותו. בכדי לתמוך בטענה זו, זימנו עורכי דינו את דוקטור דייוויד פוסטר, מומחה בנושא השפעות התפתחותיות של התעללות בילדים, אשר לאורך סדרת מפגשים גיבש הערכה פסיכולוגית על בונין. פוסטר הביע את דעתו המקצועית בפני בית המשפט ומסר כי בעיניו, נטישתו החוזרת ונשנית של בונין על ידי הוריו והעובדה כי לא קיבל את ההגנה וההתייחסות הנחוצה לילד לצורך התפתחות פסיכולוגית בריאה, הובילו אותו לפתח בלבול וחוסר הבנה בנוגע להבדלים בין אלימות לאהבה.
בעדות נגדית, זימנה התביעה את הפסיכיאטר הפורנזי דוקטור פארק דיץ, מומחה להפרעות שליטה בדחפים וסאדיזם, אשר העיד כי הדפוס הכללי של התנהגותו של בונין אינו עקבי עם חוסר יכולתו לכאורה לשלוט בדחפיו. בנוסף לכך העיד דיץ כי אופן פעולתו של בונין שיקף את יכולתו לתכנן מהלכים מורכבים, דבר שאישיות אימפולסיבית אינה מסוגלת לעשות. בקצרה, סיכם כי בונין הוא סאדיסט מיני, וכי אף על פי שסבל מהפרעת אישיות אנטיסוציאלית, לא פגעו תנאים אלו ביכולתו לשלוט במעשיו.
על אף התנגדויות רבות מטעם ההגנה, ויתר דייוויד לופז, עיתונאי מקליפורניה, על חסינותו המשפטית והסכים להעיד נגד בונין בנוגע לשבעה ראיונות שערכו השניים בין דצמבר 1980 לאפריל 1981. בעדותו הצהיר לופז כי בונין הודיע לו שיסרב לדבר עם כתבים אחרים בתנאי שיסכים שלא לפרסם את הראיון לפרטי פרטים. לופז הסכים וב-9 בינואר התוודה בפניו בונין שהוא רוצח הכביש המהיר וכי רצח עשרים ואחד בני אדם. גילאי הקורבנות, אמר בונין, נעו בין 12 ל-19, כאשר הקורבן הצעיר ביותר, מקייב, הוא זה שנענה הכי מהר לפיתוייו. בונין התוודה בפניו כי על אף שסלד מרעיון ההריגה, רצח את קורבנותיו מפני שנהנה "לשמוע ילדים מתים". לופז העיד כי בונין התוודה שהרג קורבן אחד באמצעות אגרופים שהטיח בצווארו, ושהמניע העיקרי לכך שחשף בפני הרשויות את המקום בו זרק את גופתו של קינג הייתה העובדה שהשוטרים יאכלו המבורגרים בזמן שיחפשו אחריה.
בחקירה נגדית, ביסס צוות ההגנה הודאה מפי לופז כי ענה על שאלות התביעה לפי זיכרונו מהראיונות עם בונין שכן לא רשם את דבריו או הקליט אותו. לופז התנגד בתוקף לטענה כי קיבל תשלום בתמורה לעדותו.
טיעונים אחרונים נשמעו החל מ-16 בדצמבר עד 22 בדצמבר 1981. בטיעון האחרון מטעם התביעה, תיאר נוריס את בונין כטיפוס אכזרי ובלתי ניתן לסיפוק, אשר פעל מתוך זדון בכוונת תחילת, והפיק עונג אדיר מהסבל שהטיל על קורבנותיו. לאחר שתיאר נרחבות את העינויים שסבלו קורבנותיו של בונין, סיכם נוריס את דבריו בהפצרה בחבר המושבעים "לתת לבונין את מה שמגיע לו".
סנגור ההגנה שרבט פתח בטיעונו הסופי בפני חבר המושבעים ב-21 בדצמבר. אף על פי שלא ביקש מהמושבעים באופן מפורש למצוא את בונין חף מפשע, ביקש שיפסקו את "פסק הדין ההגיוני ביותר" שיוכלו. לאחר מכן עבר לעסוק באמינות חלק מהעדויות שנמסרו, במיוחד אלו של מיילי ומונרו, אשר הפכו לעדי מדינה, מה ששינה את עדותם, כך טען, בהתאם להנחיות המשטרה. הוא הזכיר לחבר המושבעים כי חשף מקרים רבים של חוסר עקביות בעדותו של מונרו, והכריח אותו להודות ששיקר פעמים אין ספור. כמו כן הזכיר את ההתעללות הרבה שחווה בונין כילד ואת האבחנות השונות שמסרו הרופאים בבית החולים באטסכדרו בין השנים 1969–1971. לסיכום אמר שתיק התביעה "מלא בחורים" והאשים את התובעים בשימוש ב"טקטיקות משפטיות מבחילות" בתקווה להרשיע לפיהן את בונין.
משפטו של בונין נמשך עד ל-6 בינואר כאשר חבר המושבעים מצא אותו אשם בעשרה אישומי רצח, אם כי לא עבור רציחתם של לנדגרן וקינג. בזמן שגזר הדין הוקרא על ידי פקיד בית המשפט, קרובי משפחה וחברים של הקורבנות החלו לבכות. למחרת הוגשו עתירות שונות בנוגע לעונשו העתידי של בונין, כאשר התביעה ביקשה לדון אותו למוות וההגנה למאסר עולם. ב-20 בינואר מצא חבר המושבעים כי הנסיבות המיוחדות הנדרשות על פי החוק בקליפורניה (מספר רציחות רב יחד עם ביצוע שוד) התקיימו בכל עשרת אישומי הרצח בהם מצאו את בונין אשם, ובשל כך המליצו פה אחד שיקבל את עונש המוות.
בונין נוקה מאשמה בסעיפי האונס והרצח של קינג מאחר שהוביל את המשטרה לגופתו בדצמבר 1980, תחת ההסכם ששיתוף הפעולה עמם לא יוכל לשמש נגדו בבית המשפט. כמו כן נוקה מאשמה בסעיפי התקיפה והרצח של לנדברג מאחר שלפי עדותו של לופז, בונין הכחיש בתוקף את מעורבותו במקרה במהלך ראיונותיהם.
ב-24 בפברואר גזר השופט קין על ויליאם בונין את עונש המוות עבור עשר הרציחות בהן הורשע, אותן תיאר כ"פגיעה דוחה ומבחילה בכבוד האנושי".
מחוז אורנג'.