在庭审中，吴谢宇当庭承认谋杀母亲谢天琴并诈骗亲友144万元的犯罪事实，但对于动机、犯案经过、犯案后自身情况等案件核心问题均采取回避态度，不做正面回答，只有在涉及与案件无关的知识性话题时才积极表达。
对于诈骗亲友钱财的原因，吴谢宇自称是为了报复。他觉得这些亲友在父亲生病时未提供帮助，最后父亲不得已放弃治疗而死。这种扭曲的报复心理，成为了他诈骗的动机。
在自行辩护环节，吴谢宇表示认罪认罚，同时恳请法院给他一次改过自新的机会。他说，自己愿意接受法律的制裁，但希望能留一条生路，以便将来有机会赎罪。
2021年8月26日上午，福州中院对吴谢宇故意杀人、诈骗、买卖身份证件案进行一审公开宣判。法院认为，被告人吴谢宇故意非法剥夺他人生命，其行为已构成故意杀人罪；以非法占有为目的，隐瞒真相，虚构事实，骗取他人钱款，数额特别巨大，其行为已构成诈骗罪；为逃避刑事处罚，购买身份证件，其行为已构成买卖身份证件罪，应依法予以并罚。
法院审理查明，吴谢宇为实施故意杀人犯罪，经过长时间预谋、策划，主观恶性极深，犯罪手段残忍。吴谢宇杀害母亲的行为严重违背家庭人伦，践踏人类社会的正常情感，社会影响极其恶劣，罪行极其严重。到案后虽如实供述犯罪事实，但不足以对其从轻处罚。
最终，法院判处吴谢宇死刑，剥夺政治权利终身，并处罚金人民币十万三千元。
一审宣判后，吴谢宇当庭未表示上诉意愿，而前来参加庭审的吴父朋友和家属则希望不要判处吴谢宇死刑，宣判后吴父朋友和家属均表示不满判决结果。
然而，在会见律师时，吴谢宇表示对一审判决不服，将提起上诉。他认为量刑太重，希望通过上诉留一条生路，活着赎罪。在看守所中，他写了很多自述材料，这些材料同时被当做上诉意见提交给二审法院。
2021年8月30日，吴谢宇辩护律师冯敏到福州市第一看守所完成对吴谢宇的会见后，吴谢宇向其表示，对一审判决不服，将提起上诉，且上诉状由他本人书写。
9月，吴谢宇正式提起上诉，上诉状未经过律师，而是由他个人邮寄给法院。
10月，在一审时多次拒绝申请司法精神病鉴定的吴谢宇，通过二审辩护律师徐昕，开始申请司法精神病鉴定。他试图通过这种方式证明自己在作案时精神状态不正常，从而减轻刑罚。
吴谢宇弑母案二审原计划于2021年12月17日开庭审理，后因疫情管控原因取消。2022年3月21日，由于不能抗拒的原因，案件中止审理。
2023年5月8日，福建省高级人民法院发布刑事裁定书，案件在中止审理事由已消失的情况下恢复审理。
2023年5月19日，福建省高级人民法院二审公开开庭审理了吴谢宇故意杀人、诈骗、买卖身份证件案。在二审庭审中，辩护人多次向法官申请司法精神病鉴定，并出具了多名法学、法医学专家学者、精神科专家一致认定吴谢宇系重度抑郁症发作导致"扩大性自杀"的专业审查意见。
对此，出庭检察官表示，吴谢宇是预谋后作案，且过程逻辑清楚，甚至有意识地去清理现场，这些行为都能说明吴谢宇完全有刑事行为能力，没有做精神病鉴定的必要。
辩方还在庭上提出吴谢宇具有家族精神病史，对此检方确认吴谢宇的两位亲属分别患有精神分裂症以及智力障碍，但根据有关证言证词认定上述两人的病症是外力刺激所致，而非家族遗传。
在法庭上，吴谢宇本人的表述与一审相近，希望法院给他一条生路，让他能够活着去赎罪。在谈及家中往事时，吴谢宇数次激动落泪。
2023年5月30日上午9时，福建省高级人民法院对吴谢宇案在福州市中级人民法院第二法庭公开宣判。法院认为，吴谢宇因自己的错误认知产生杀母恶念，作案前精心预谋，准备作案工具，作案手段极其残忍，作案后伪造谢天琴笔迹制造谢天琴存活的假象骗取亲友钱款，网购他人身份证件并毁坏随身手机卡以逃避侦查，将骗得的钱款用于挥霍。
法院认定，吴谢宇的行为严重挑战法律，违背伦理道德，践踏人类社会正常情感，社会影响极其恶劣，罪行极其严重。综合全案证据，吴谢宇作案时具有完全的辨认能力和控制能力，没有事实和证据证明应当对其作案时的精神状态进行司法精神病学鉴定。
最终，福建省高级人民法院裁定驳回上诉，维持原判。对吴谢宇的死刑裁定依法报请最高人民法院核准。
2024年1月，最高人民法院核准了对吴谢宇的死刑判决。1月31日，吴谢宇被依法执行死刑。
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