Obrońca z urzędu Modzelewskiego, mecenas Juliusz Leszczyński, po zapoznaniu się z aktami sprawy uznał, że tylko uznanie za niepoczytalnego uratuje jego klienta od szubienicy.
Proces i kara Stanisławowi Modzelewskiemu postawiono zarzut dokonania siedmiu zabójstw i usiłowania czterech kolejnych morderstw. Oskarżono go również o nielegalne posiadanie broni – rewolweru. Sąd wojewódzki w Łodzi skazał oskarżonego wyrokiem z dnia 5 lutego 1969 roku na karę śmierci. Ponieważ powstały dwie wykluczające się opinie psychiatrów, jedna, stwierdzająca, że Stanisław Modzelewski w chwili popełniania czynów był w pełni władz umysłowych, druga, że był niepoczytalny było to podstawą rewizji wniesionej dnia 2 kwietnia 1969 roku przez obronę do Sądu Najwyższego. Sąd Najwyższy w Warszawie po rozpatrzeniu rewizji w dniu 4 lipca 1969 roku odrzucił wniosek o powołanie innych biegłych psychiatrów i seksuologów i wyrokiem z dnia 7 lipca 1969 roku wyrok kary śmierci podtrzymał. 29 października 1969 roku Rada Państwa nie skorzystała z prawa łaski.