Dahmer został przewieziony do aresztu.

Podczas późniejszego przeszukania mieszkania Dahmera, policja znalazła jeszcze zakonserwowane w formalinie ludzkie ręce i inne części ciała, które były w słoikach i dużej beczce, oraz jedenaście ludzkich czaszek, niektóre pomalowane szarą farbą mającą imitować plastik. Ponadto w jego szafie odkryto kompletny ludzki szkielet.

Proces Jeffrey Lionel Dahmer został oskarżony o 17 morderstw, zarzuty zredukowano później do 15. Materiał procesowy był tak obszerny, że prokurator nawet nie oskarżył go o usiłowanie morderstwa ostatniego mężczyzny. Proces rozpoczął się w styczniu 1992. Obrona wnioskowała o uznanie go za niepoczytalnego. Lekarze sądowi orzekli jednak, że Dahmer w momencie popełniania zbrodni był w pełni poczytalny. Został uznany winnym 15 morderstw i skazany na 15 wyroków dożywotniego więzienia. W mowie końcowej wyraził żal z powodu swoich czynów i oświadczył, że wolałby umrzeć.