Rettssaken pågikk fra 5. juni – 10. juli 1989. I dommen den 27. juli 1989 dømte tingretten Pettersson til fengsel på livstid for mord på Olof Palme og fremkallelse av fare ved å skyte mot Lisbet Palme. Tingrettens medlemmer var uenige, og dommen ble dermed avsagt under dissens; lekdommerne stemte for domfellelse, mens de to fagdommerne mente at tiltalen skulle fjernes og at Pettersson skulle frikjennes.