7 июля прокурор обратился в Токийский окружной суд с просьбой о проведении психиатрической экспертизы для Томохиро, и эта просьба была удовлетворена. После тщательного психиатрического обследования, которое длилось три месяца, судебная экспертиза установила, что обвиняемый несет полную ответственность за свои действия, в результате чего ему были предъявлены обвинения в убийстве, покушении на убийство, воспрепятствовании правосудию и нарушении Закона об огнестрельном и холодном оружии. Судебный процесс официально начался 31 октября, первое слушание состоялось 22 июня 2009 года.
Японский закон об огнестрельном и холодном оружии является одним из самых строгих в мире и датируется 1958 годом, хотя с тех пор в него были внесены различные поправки. Закон распространяется на владение, производство, импорт и продажу огнестрельного оружия, мечей и других видов оружия в Японии. Для владения любым видом огнестрельного или холодного оружия необходима специальная лицензия. Процесс получения этой лицензии является строгим и требует многоэтапного выполнения. Что касается мечей, Закон обычно применяется по отношению к катанам и другим видам мечей, которые считаются частью культурного наследия страны. На них также распространяется ряд дополнительных правил и положений, которые, например, запрещают их экспорт без специального разрешения.
Первое судебное разбирательство по уголовному делу Като состоялось 28 января 2010 года в Токийском окружном суде под руководством судьи Хироаки Мураямы. На этом слушании Томохиро впервые после происшествия появился на публике и признался в выдвинутых против него обвинениях. Тем не менее его команда защиты усомнилась в его способности взять на себя полную ответственность за свои действия. Примечательно, что судебное разбирательство проходило до введения в Японии системы непрофессиональных судей, что означало, что Томохиро судил профессиональный судья. На заседании 25 января 2011 года, посвященном двадцать восьмому судебному разбирательству, обвинение назвало поведение Томохиро «отвратительным, лишенным каких-либо следов человечности и результатом дьявольской деятельности». Они предупредили, что это дело может вдохновить других преступников на совершение аналогичных преступлений, усугубив таким образом их негативное влияние на общество. С этими словами обвинение потребовало для Томохиро смертной казни.
Утром 26 июля 2022 года Томохиро был казнен через повешение в Токийском центре заключения.
Приказ о приведении в исполнение был издан Министерством юстиции, которым в то время руководил Садахиса Фурукава. На момент смерти Томохиро было 39 лет. Хотя он подал ходатайство о пересмотре дела в Окружной суд Токио 10 мая 2016 года, через год после того как его смертный приговор был оставлен в силе, юридические вопросы на момент его приведения в исполнение все еще оставались нерешенными.
В отличие от большинства западных и других развитых стран, таких как Канада или стран Европейского союза, в которых смертная казнь отменена, в Японии казни все еще проводятся. Используемый метод – повешение, казни проводятся анонимно. Заключенные, приговоренные к смертной казни, и их семьи, как правило, получают информацию о дате и времени казни незадолго до приведения наказания в исполнение, иногда даже за несколько часов до нее.
Первоначально Томохиро считался некоторыми сторонниками своего рода героем. Мнения в сети варьировались от того, чтобы считать его «героем неравного общества», до того, чтобы рассматривать его как «святого, который стал нашим козлом отпущения». Однако по мере того как судебное разбирательство продолжалось и выяснилось, что и его мотивы, и его личность отличались от первоначального образа, поддержка и благоприятные представления о нем начали исчезать.