Следствие по делу о теракте велось со 2 апреля (дня взрыва) по 10 октября 2023 года. Окончательное обвинение Треповой предъявили 25 июля. Её обвинили в совершении теракта в составе организованной группы, незаконном хранении взрывчатых веществ и подделке документов. Дмитрия Касинцева, в квартире которого и задержали утром 3 апреля Дарью, обвинили в укрывательстве особо тяжкого преступления.
Слушает дело Второй Западный окружной военный суд — согласно Уголовно-процессуальному кодексу, только он имеет право слушать дела о терроризме. Однако территориально дело рассматривали по месту совершения преступления — в Петербурге. Именно поэтому коллегия из трёх судей прибыла из Москвы в Петербург. Председательствует в коллегии судья Тимур Жидков. Боковые судьи — Олег Шишов и Роман Владимиров.
Судебные слушания о теракте начались 15 ноября 2023 года. Было предположение, что приговор может быть вынесен уже в декабре, однако 27 ноября Дмитрий Касинцев заболел, слушания пришлось отложить, и закончить процесс в 2023 году не успели.