Proces przed sądem okręgowym rozpoczął się w lutym 2013 roku. Według ustaleń poczynionych w trakcie śledztwa i procesu oskarżona zaplanowała zabójstwo córeczki najpóźniej 19 stycznia 2012 roku. Najpierw próbowała zatruć ją tlenkiem węgla (tzw. czadem), a gdy to się nie udało, 24 stycznia 2012 roku rzuciła dzieckiem o podłogę, a gdy przeżyło, udusiła je.
Wyrok zapadł 3 września 2013 roku. Katarzyna Waśniewska została skazana za zabójstwo córki przez Sąd Okręgowy w Katowicach na karę 25 lat pozbawienia wolności. Obie strony złożyły apelacje, przy czym prokurator Zbigniew Grześkowiak domagał się uchylenia wyroku i zaostrzenia kary poprzez orzeczenie w postępowaniu ponownym kary dożywotniego pozbawienia wolności dla Katarzyny Waśniewskiej, natomiast obrońca Arkadiusz Ludwiczek również w apelacji wnioskował o uchylenie wyroku i przekazanie sprawy do ponownego rozpoznania. 17 października 2014 roku Sąd Apelacyjny w Katowicach wydał wyrok, w którym podzielił najważniejsze ustalenia poczynione przez sąd I instancji, utrzymał w mocy wyrok skazujący oskarżoną Katarzynę Waśniewską na karę 25 lat pozbawienia wolności przy czym zastrzegł to, że skazana będzie mogła się ubiegać o przedterminowe zwolnienie warunkowe najwcześniej po odbyciu 20 lat z zasądzonej kary, a tym samym wyrok się uprawomocnił.