事故後、警察および検察による徹底的な捜査が行われ、旧JCO社および当時の事業所長ら幹部6名が業務上過失致死罪や原子炉等規制法違反などの罪で起訴されました。
2003年3月、水戸地方裁判所は旧JCO社に対して法人としての罰金刑を科すとともに、元事業所長に禁錮3年・執行猶予5年（罰金50万円）、その他の現場管理者らにも執行猶予付きの有罪判決を下しました。判決では、現場の作業員個人の過失にとどまらず、コスト削減と生産性向上を優先して安全教育や点検を長年怠り、違法な裏マニュアルの存在を黙認・助長してきた会社の「組織的過失」を極めて厳しく断罪しました。
また、JCOの親会社である住友金属鉱山を含め、被害を受けた周辺住民や農林水産業者、企業に対する損害賠償請求は総額数百億円規模に達し、国内の原子力関連産業における安全神話とコンプライアンス体制に根本的な見直しを迫る契機となりました。
