Ngày 3 tháng 3 năm 1983, Tòa án tối cao đưa vụ án ra xét xử,[18] Tổng trưởng lý Faber làm chủ tọa.[19] Theo yêu cầu của luật sư bào chữa, 7 thành viên bồi thẩm đoàn đều là nam giới. Để không gây sốc cho người xem, chỉ có luật sư của bên công tố và bên bào chữa, thẩm phán và bồi thẩm đoàn mới có thể xem đoạn băng do Lâm Quá Vân quay, và nội tạng của người chết không bắt buộc phải trình bày trước tòa Trước bằng chứng thuyết phục của bên công tố, Lâm Quá Vân thừa nhận tội ngộ sát, nhưng bị bên công tố phản đối. 5 chuyên gia tâm lý được mời đến, 3 trong số họ cho rằng Lâm Quá Vân không bị tâm thần nhưng có sở thích khác thường với phụ nữ, 2 chuyên gia còn lại cho rằng Lâm bị tâm thần và mất khả năng tự chủ bản thân.

18 ngày sau, tức ngày 8 tháng 4, phiên xét xử cuối cùng diễn ra, sau 3 tiếng rưỡi nghị án, Bồi thẩm đoàn kết luận Lâm Quá Vân hoàn toàn bình thường. Hắn ta phạm tội chỉ vì thỏa mãn ham muốn tình dục bất thường, và bị kết tội danh giết người với cả 4 vụ án. Thẩm phán Faber đã kết án tử hình Lâm theo luật định.[8] Bố của nạn nhân Trần Phượng Lan và bố của thủ phạm đều thấy bản án công bằng, chính xác, không có ý định kháng cáo. Ngày 29 tháng 8, Thống đốc Hồng Kông tuyên bố Lâm Quá Vân án tù chung thân.[3]