Rettssaken mot Lychau Hansen begynte i Københavns Byret den 2. november 2011 og varte frem til den 22. desember 2011. Lychau Hansen nektet seg skyldig i alle anklager. Anklageren nedla påstand om fengsel på livstid, mens forsvareren nedla påstand om en tidsbestemt straff. Marcel Lychau Hansen ble den 19. desember 2011 dømt skyldig i to drap og seks voldtekter samt forsøk på brannstiftelse. Tre dager senere, den 22. desember, ble straffen utmålt til fengsel på livstid. Lychau Hansen anket ikke dommen.