Các công tố viên của Tòa án Hình sự Quốc tế về Nam Tư cũ (ICTY), được thành lập vào năm 1993 và dựa trên Nghị quyết 827 của Hội đồng Bảo an Liên hợp quốc,[127] truy tố Milošević, Strugar, Jokić, tham mưu trưởng Vùng 9 Hải quân Quân đội nhân dân Nam Tư Milan Zec và chỉ huy sĩ quan Tiểu đoàn 3 thuộc Lữ đoàn cơ giới 472 Quân đội nhân dân Nam Tư Vladimir Kovačević. Cáo trạng bao gồm các cáo buộc rằng cuộc tấn công nhằm vào Dubrovnik nhằm mục đích tách khu vực này khỏi Croatia và sáp nhập khu vực này vào Serbia hoặc Montenegro.[128][129] Jokić nói rằng cuộc tấn công chỉ nhằm mục đích phong tỏa Dubrovnik,[130] nhưng tuyên bố đó sau đó đã bị Cokić bác bỏ.[16] Mihailo Crnobrnja, cựu đại sứ Nam Tư tại Liên minh châu Âu, suy đoán rằng cuộc vây hãm nhằm buộc chấm dứt các cuộc phong tỏa doanh trại của Quân đội nhân dân Nam Tư ở Croatia và đòi bán đảo Prevlaka cho Montenegro.[131]

Việc xét xử Slobodan Milošević không bao giờ được hoàn tất vì Milošević đã qua đời vào ngày 11 tháng 3 năm 2006 khi đang bị ICTY tạm giam.[132] Strugar được chuyển giao cho ICTY vào ngày 21 tháng 10 năm 2001. Quá trình xét xử và kháng cáo đã được hoàn tất vào năm 2008, với phán quyết cuối cùng cho rằng các tội ác — bao gồm các cuộc tấn công vào dân thường, tàn phá là không cần thiết và vi phạm luật chiến tranh. Ông bị kết án bảy năm rưỡi tù giam, nhưng được ra sớm vào năm 2009, bảy năm bốn tháng sau khi chuyển sang ICTY.[133] Jokić đã được chuyển giao cho ICTY vào ngày 12 tháng 11 năm 2001. Ông đã nhận tội và bị kết án về các tội danh bao gồm giết người, đối xử tàn bạo, tấn công dân thường và vi phạm luật chiến tranh. Năm 2004, Jokić bị kết án bảy năm tù. Phán quyết đã được xác nhận vào năm 2005. Jokić được chuyển đến Đan Mạch để thụ án và được thả vào ngày 1 tháng 9 năm 2008.[134] ICTY đã rút lại các cáo buộc chống lại Zec vào ngày 26 tháng 7 năm 2002.[135] Kovačević bị bắt vào năm 2003 tại Serbia và được chuyển giao cho ICTY. Với lý do bệnh tâm thần,[136] Kovačević được tạm thời thả tự do vào ngày 2 tháng 6 năm 2004 và quá trình tố tụng được chuyển sang cơ quan tư pháp ở Serbia vào năm 2007. Ông sau đó được điều trị tâm thần tại Học viện Quân y ở Beograd.[137] Tính đến tháng 5 năm 2012, Kovačević được các nhà chức trách Serbia cho là không thích hợp để hầu tòa.[138] Các cáo buộc chống lại Kovačević bao gồm giết người, đối xử tàn ác, tàn phá không cần thiết và vi phạm luật chiến tranh.[139]

Năm 2008, chính quyền Montenegro buộc tội sáu cựu binh sĩ Quân đội nhân dân Nam Tư về tội ngược đãi tù nhân ở Morinj vào năm 1991 và 1992.[140] Bốn trong số sáu người đã bị kết án vì tội ác chiến tranh vào tháng 7 năm 2013. Ivo Menzalin bị kết án bốn năm, Špiro Lučić và Boro Gligić bị kết án ba năm trong khi Ivo Gonjić bị kết án hai năm. Bốn người đã kháng cáo quyết định này, và vào tháng 4 năm 2014, Tòa án Tối cao Montenegro đã bác bỏ đơn kháng cáo của họ.[141] Một số cựu tù nhân của trại Morinj đã kiện Montenegro và được trả tiền bồi thường.[142]

Vào tháng 10 năm 2008, Croatia đã truy tố Božidar Vučurević — thị trưởng của Trebinje và lãnh đạo người Serb Bosnia ở phía đông Herzegovina vào thời điểm xảy ra cuộc tấn công — vì các cuộc tấn công nhằm vào dân thường của Dubrovnik.[143][144] Jokić xác nhận rằng mình đã nhận được lệnh từ cả Strugar và Vučurević.[145] Vào ngày 4 tháng 4 năm 2011, Vučurević bị bắt tại Serbia và Croatia yêu cầu dẫn độ. Ông được tại ngoại vào ngày 17 tháng 6.[144] Vào tháng 9, yêu cầu dẫn độ được chấp thuận nhưng Vučurević đã rời khỏi Serbia và quay trở lại Trebinje, tránh bị dẫn độ.[143] Năm 2009, các nhà chức trách Croatia đã đệ đơn buộc tội 10 sĩ quan Quân đội nhân dân Nam Tư, bao gồm Cokić, Ružinovski, Strugar, Jokić, Zec và Kovačević. Họ bị buộc tội về các tội ác chiến tranh ở khu vực Dubrovnik trước hoặc sau ngày 6 tháng 12 năm 1991, những tội này không được đề cập trong các cáo trạng của ICTY. Các cáo buộc được đưa ra sau khi ICTY cung cấp các tài liệu được thu thập trong quá trình điều tra.[16] Năm 2012, Croatia truy tố sĩ quan chỉ huy Tiểu đoàn 3 thuộc Lữ đoàn cơ giới số 5 Quân đội nhân dân Nam Tư và buộc tội đốt 90 ngôi nhà, cơ sở kinh doanh và công trình công cộng ở Čilipi từ ngày 5 đến ngày 7 tháng 10 năm 1991.[146]

Cuộc bao vây Dubrovnik cũng là một chủ đề trong vụ án diệt chủng của Croatia chống lại Serbia, trước Tòa án Công lý Quốc tế (ICJ). Croatia tuyên bố 123 thường dân từ Dubrovnik đã thiệt mạng trong cuộc bao vây. Croatia đã trình các bức thư từ cảnh sát Croatia để hỗ trợ những tuyên bố này, tuy nhiên, trong phán quyết năm 2015, Tòa lưu ý rằng tất cả những bức thư này được chuẩn bị muộn hơn nhiều, và đặc biệt là đều không được ký tên và không chỉ ra các trường hợp 123 người được cho là bị giết. Trích dẫn các phán quyết của Strugar và Jokić trong ICTY về Dubrovnik, ICJ đã công nhận rằng ít nhất hai thường dân thiệt mạng do vụ pháo kích vào Dubrovnik vào ngày 6 tháng 12 và một người nữa vào ngày 5 tháng 10 năm 1991. Tuy nhiên, những phán quyết này không đầy đủ, chỉ bao gồm thời gian của cuộc vây hãm trong hai ngày này, và chỉ được giới hạn trong khu phố cổ chứ không phải toàn bộ thành phố Dubrovnik. Tòa án "kết luận từ những điều đã đề cập ở trên rằng đã xác định rằng một số vụ giết người đã được thực hiện bởi Quân đội nhân dân Nam Tư chống lại người Croat ở Dubrovnik trong khoảng thời gian từ tháng 10 đến tháng 12 năm 1991, mặc dù không ở quy mô mà Croatia cáo buộc".[147]