24 марта 2005 года Мосгорсуд (судья Наталья Олихвер) приговорил Пичугина к 20 годам лишения свободы с отбыванием наказания в колонии строгого режима за убийство супругов Ольги и Сергея Гориных в 2002 году, покушение на бывшую сотрудницу пресс-службы мэрии Москвы Ольгу Костину, а также избиение бывшего управляющего делами компании "Роспром" Виктора Колесова.
Пичугин виновным себя не признал. Между тем следствие и суд по его делу проходили с грубейшими нарушениями международных стандартов в сфере прав человека и норм российского законодательства. Достаточно сказать, что уже вскоре после ареста подследственного подвергли так называемому "оперативному допросу" с применением психотропных веществ, который может рассматриваться как пытка. Суд над Пичугиным проходил, вопреки закону, в закрытом режиме, однако просочившиеся в СМИ сведения позволяют констатировать крайнюю слабость доказательной базы обвинения и необоснованность приговора.
Есть все основания полагать, что Пичугин был арестован и подвергнут бесчеловечному давлению в расчете на то, что он даст компрометирующие показания на владельцев и руководителей "ЮКОСа", а жестокость приговора объясняется тем, что он отказался от предложенной сделки. Таков же, по-видимому, и мотив, по которому власти хотят сделать его участь еще тяжелее. В апреле 2005 года уже осужденному Пичугину предъявили новые, столь же сомнительные обвинения: в организации двух покушений на убийство бизнесмена Евгения Рыбина, возглавлявшего австрийскую компанию East Petroleum Handelsgas mbH, а также в организации убийства директора ТОО "Торговая фирма "Феникс" Валентины Корнеевой. Если суд признает Пичугина виновным, то его могут приговорить к пожизненному заключению.
В октябре адвокаты бывшего сотрудника службы "ЮКОСа" подали в суд жалобу на действия следственных органов по новому делу по обвинению их подзащитного в убийствах. Они также заявили, что будут настаивать на рассмотрении дела судом присяжных.
В настоящее время Алексей Пичугин содержится в СИЗО "Матросская Тишина".