2013년 8월 28일 국가정보원은 이 전 의원의 국회 의원회관 사무실 등을 전격 압수수색했다. 이 전 의원에 대한 체포, 구속, 기소는 빠르게 이뤄졌다.
3년에 걸쳐 내사를 벌여온 국정원과 검찰은 이 전 의원을 비롯해 이상호, 홍순석, 한동근, 조양원, 김홍열, 김근래 등 통진당 핵심 당원들을 함께 재판에 넘겼다.
검찰은 통진당 내부 제보자 이모씨의 진술과 2013년 5월 10일 및 12일 'RO 회합'에서 확보한 녹음 파일 등 증거를 제시하며 유죄를 주장했고, 피고인들은 공소사실을 전면 부인했다.
1심을 심리한 수원지법 형사합의12부(김정운 부장판사)는 일주일에 나흘씩 총 46차례 공판을 열었다. 검찰이 신청한 증인 88명과 피고인이 신청한 증인 23명이 법정에 나와 증언했다.
1심은 이 전 의원의 내란음모·선동과 국가보안법 위반 혐의를 모두 유죄로 인정해 징역 12년과 자격정지 10년을 선고하고, 나머지 피고인 6명에게도 징역 4∼7년의 중형을 내렸다.
2심을 맡은 서울고법 형사9부(이민걸 부장판사)는 매주 월요일 집중심리를 통해 추가 증거조사를 실시했다. 2심은 1심과 달리 RO의 존재를 제보자의 추측에 불과한 것으로 보고, 내란음모 혐의를 무죄로 판단했다. 이에 따라 이 전 의원에 대해 징역 9년과 자격정지 7년으로 감형했다.
대법원 선고를 앞둔 지난해 12월 19일 헌법재판소는 법무부 청구를 받아들여 통진당 해산을 결정하고 이 전 의원 등 통진당 소속 국회의원 5명에게 의원직 상실을 선고했다.
이날 판결에서 대법원은 "이석기 피고인 등은 전쟁이 발발할 것을 예상하고 회합 참석자들에게 남한 혁명을 책임지는 세력으로서 국가기간시설 파괴 등 구체적 실행 행위를 촉구했다"고 지적했다. 다만 "내란음모죄가 성립하려면 폭동의 대상과 목표에 대한 관한 합의, 실질적 위험성이 인정돼야 한다"며 "피고인들이 내란을 사전 모의하거나 준비행위를 했다고 인정할 자료가 부족하다"고 판시했다.