Vào tháng 6 năm 1979, sau khi chuyển địa điểm xét xử tới Miami, Bundy phải hầu tòa vì các vụ giết người và hành hung ở Chi Omega.[223] Phiên tòa có sự tham gia của 250 phóng viên từ khắp năm châu và là phiên tòa đầu tiên được truyền hình toàn quốc tại Hoa Kỳ.[224] Dù được tòa án chỉ định năm luật sư, Bundy vẫn nhiều lần tự mình bào chữa cho bản thân. Ngay từ khi bắt đầu, Bundy đã "phá hoại toàn bộ nỗ lực bào chữa vì sự bất mãn, ngờ vực và ảo tưởng hão huyền", Nelson viết. "Ted phải đối mặt với cáo buộc giết người, có thể bị kết án tử hình, và điều quan trọng nhất với anh ta là được tự mình gánh vác tất cả."[225] Theo Mike Minerva, một luật sư công ở Tallahasee và cũng là thành viên của nhóm bào chữa, một thỏa thuận nhận tội trước phiên xét xử đã được thương lượng, trong đó Bundy sẽ thú tội giết Levy, Bowman và Leach để đổi lấy bản án 75 năm tù. Các công tố viên có thể chấp nhận, bởi vì "viễn cảnh thua phiên tòa là rất dễ xảy ra."[226] Về phần Bundy, anh không chỉ xem giao kèo trên là cách để né án tử hình mà còn là một "nước đi chiến thuật". Trước mắt Bundy sẽ thú tội rồi chờ một vài năm để bằng chứng không còn hoặc thất lạc và để nhân chứng qua đời hoặc thay đổi, rút lại lời khai của họ. Tới khi vụ kiện chống lại Bundy đi vào ngõ cụt, anh có thể nộp đơn đề nghị sau kết án để gác lại lời biện hộ và đảm bảo được tha bổng.[227][228] Tuy nhiên, Bundy từ chối thỏa thuận vào phút cuối. "Nó khiến anh ta nhận ra rằng mình sẽ phải đứng trước thiên hạ và thú nhận có tội", Minerva nói. "Anh ta không thể làm được điều đó."[229]

Tại phiên tòa, các nhân chứng có lời khai quan trọng đều đến từ hội nữ sinh Chi Omega, đó là Connie Hastings, người đã thấy Bundy ở gần căn nhà tối hôm xảy ra vụ án[230] và Nita Nearry, người chứng kiến Bundy bước ra với hung khí là một cây gỗ sồi.[231][232] Trong số bằng chứng buộc tội có cả dấu răng của hung thủ trên mông trái của Lisa Levy đã được các bác sĩ nha khoa pháp y Richard Souviron và Lowell Levine so sánh với hàm răng của Bundy.[233][234] Vào ngày 24 tháng 7 năm 1979, bồi thẩm đoàn đưa ra phán quyết sau bảy giờ cân nhắc. Bundy lãnh hai tội danh giết người (trong vụ Bowman và Levy), ba tội danh cố ý giết người cấp độ một (trong vụ Kleiner, Chandler và Thomas) cùng với hai tội danh trộm cắp tài sản. Thẩm phán Edward Cowart tuyên Ted Bundy án tử hình vì tội giết người.[235][236]

Sáu tháng sau, phiên tòa thứ hai diễn ra ở Orlando, xét xử vụ bắt cóc và giết hại Kimberly Leach.[237] Bundy một lần nữa bị kết tội sau chưa đầy tám giờ thảo luận, chủ yếu do lời khai của một nhân chứng đã nhìn thấy anh dẫn Leach từ sân trường đến chiếc xe tải ăn trộm.[238] Một trong những vật chứng quan trọng là sợi vải quần áo bị lỗi gia công được tìm thấy trên xe tải và trên người Leach, trùng khớp với sợi vải trên chiếc áo khoác mà Bundy mặc khi vừa bị bắt.[239]

Giữa giai đoạn tuyên án, Bundy lợi dụng một điều luật ít người biết của bang Floria, quy định rằng nếu tuyên bố kết hôn trước tòa với sự có mặt của thẩm phán thì sẽ được công nhận là hôn nhân hợp pháp. Khi đang thẩm vấn cựu đồng nghiệp ở DES, Carole Ann Boone, người đã chuyển đến Floria để được gần Bundy, đã làm nhân chứng cho phía bị can trong hai phiên tòa trước, và lần này lại tiếp tục làm nhân chứng hạnh kiểm cho Bundy, anh hỏi cưới Boone. Cô này chấp nhận, và Bundy tuyên bố trước tòa rằng họ là vợ chồng hợp pháp.[240][241]

Ngày 10 tháng 2 năm 1980, Bundy bị tuyên án tử hình bằng ghế điện lần thứ ba.[242] Khi toà phán quyết, anh ta đã đứng dậy và hét lên, "Hãy nói với bồi thẩm đoàn rằng họ đã sai!"[243] Đây cũng chính là bản án được thực thi 9 năm sau.[244]

Tháng 10 năm 1981, Boone sinh một đứa con gái mà Bundy được cho là cha.[245][14][246] Dù rằng hệ thống nhà tù ở Floria không có chế độ "thăm viếng vợ chồng", các tù nhân đã từng phải gom tiền hối lộ cai ngục để có thời gian thân mật riêng tư với người phụ nữ của mình.[14][247]