교통사고에서 형사 사건으로 방향을 튼 경찰은 국립과학수사연구원으로부터 △ B 씨 혈액 속에 수면 유도제 디펜히드라민 검출 △ 상향등이 켜져 있는 점 △ 수동변속기 기아가 6단에서 4단으로 변경된 점을 볼 때 의식적으로 운전한 것으로 보인다는 결과를 통보받았다.
여기에 △ 한국에 거주 중인 B 씨 동생이 '캄보디아에서 부모님이 올 때까지 화장을 미뤄달라'고 부탁했지만 A 씨가 이를 뿌리치고 3시간 만에 화장을 한 점 △ 생활용품점 한 달 매출이 1000만 원이 채 안 되는데 월 납입보험료가 지나치게 높은 점 △ 사고 발생 직전 2014년 6월 B 씨 앞으로 30억 원짜리 사망 보험 추가 가입한 점을 들어 검찰과 경찰은 A 씨가 고의로 교통사고를 일으켜 아내를 숨지게 한 것으로 판단했다.
1심인 대전지법 천안지원 제1형사부(재판장 손흥수)는 2015년 6월 10일 "범행 가능성이 의심되지만 △ 졸음운전을 했을 가능성을 배제하기 어려운 점 △ 간접 증거외 직접 증거가 없는 점" 등을 들어 무죄를 선고했다.
하지만 항소심인 대전고법 제7형사부(재판장 윤승은)는 2017년 1월 13일 "사고 두 달 전 30억 원의 보험에 추가로 가입한 점 등을 보면 공소사실이 인정된다"며 무기징역을 선고했다. 2심은 기존 혐의에다 교통특례법상 치사혐의(졸음운전)도 추가 적용했다.
A 씨의 상고로 진행된 상고심에서 대법원 3부(주심 박병대 대법관)는 2017년 5월 30일 "피고인이 특별히 경제적으로 궁박한 사정도 없이 고의로 자동차 충돌사고를 일으켜 임신 7개월인 아내를 태아와 함께 살해하는 범행을 감행했다고 보려면 그 범행 동기가 좀 더 선명하게 드러나야 한다"고 지적했다.
대전고법은 2020년 8월 10일 파기환송심에서 "해당 교통사고가 피고인의 살인의 범의에 의한 것임이 합리적 의심을 할 여지가 없을 정도로 증명되었다고 보기 어렵다"며 살인, 보험사기 부분에 대해 무죄를 선고했다.
검찰이 재상고했지만 대법원 제2부(주심 대법관 노정희)는 2021년 3월 11일 "검사는 형량을 갖고 상고할 수 없다"며 파기환송심 결정을 확정했다.
