作為被告，陳伯達在1980年11月20日與另9名被告一起，出庭聽取起訴書之後，曾於11月28日及29日兩次出庭接受庭審。他是10名被告中接受庭審次數最少的一個：江青五次，張春橋三次，姚文元三次，王洪文三次，黃永勝五次，吳法憲四次，李作鵬四次，邱會作五次，江騰蛟四次。
對於陳伯達的第一次庭審，主要是三項內容：夥同江青、康生批鬥劉少奇；誣陷迫害陸定一；利用“中央非常委員會”傳單誣陷黨和國家領導人。
對陳伯達進行第二次庭審，則是另兩項內容：製造冀東冤案；提出“橫掃一切牛鬼蛇神”。
1980年12月18日，最高法庭就陳伯達問題進行辯論。
上午9時起，陳伯達用他那令人難以聽懂的“福建普通話”，為自己進行了一小時的辯護。
在陳伯達結束講話之後，他的辯護律師甘雨沛站了起來，為他作了如下辯護：
依照我國刑事訴訟法的有關規定，我們接受委托，作為被告陳伯達的辯護人（陳伯達的另一位辯護律師為傅誌仁）。我們接受委托之後，認真查閱和研究了本案的案卷材料，多次會見了陳伯達……
我們對本案已經有了一個清楚的了解，特提出以下幾點辯護意見：
一、被告陳伯達在林彪、江青反革命集團中的地位和作用問題……被告陳伯達在誣陷、迫害劉少奇這一共同犯罪活動中，他負有一定罪責，但他的地位和作用不同於林彪、江青、康生、張春橋等人……被告陳伯達早在1970年廬山會議時就已被揭露，同年10月即被隔離審查……而事實上，林彪、江青反革命集團在陳伯達被揭露以後，還繼續進行犯罪活動長達6年之久……他不能對這些罪行負責。
二、關於被告陳伯達在冀東事件中應負的罪責問題……他負有不可推卸的罪責，但是，成千上萬人被誣陷、迫害，數千人死傷的後果，也並非僅僅由於被告陳伯達的話所能造成的，實際上還存在一些其他因素……因此，陳伯達對此嚴重後果，應負一定罪責，而不能負全部責任。
三、關於被告陳伯達的態度問題。被告陳伯達在庭審過程中，承認了全部犯罪事實和所造成的後果，承認他的“罪惡是重大的”，並一再向法庭表示他承擔罪責，接受應得的懲罰，態度是比較好的。
以上三點辯護意見，請法庭在評議本案，確定被告陳伯達的刑罰時，作為從輕的理由予以考慮。
在辯護律師結束發言後，陳伯達再度要求陳述，說了三點意見：
批判劉少奇這個問題我負有大罪，我隻說一句。
對陸定一同誌，在專案組上我寫了那個三條，也是有罪的。
第三，冀東的問題，我說了那些話是有罪的……
至此，主持法庭辯論的審判長曾漢周宣告：“現在宣布辯論終結。陳伯達，你還有什麼要說的嗎？”
陳伯達第三次在法庭上發言。他請求法庭對他寬大處理。他說“整個案子可以判處死刑”，但是“不一定采取這個措施”，當然，如果“不能平民憤，那麼殺掉也可以”。
陳伯達陳述畢，審判長對他說道：“被告人陳伯達，法庭要進行評議，你等候宣判。聽懂了嗎？”
陳伯達答道：“聽懂了。”
法庭辯論至此結束。
一個多月以後，1981年1月25日，宣判的日子終於來臨。
那天，10名被告一起被押上法庭。
中華人民共和國最高人民法院特別法庭的判決書，長達一萬六千言，前半部由庭長江華宣讀，後半部則由副庭長伍修權宣讀。
判決書中這樣提到陳伯達的罪行：
被告人陳伯達，以推翻人民民主專政為目的，積極參加反革命集團，是反革命集團的主犯。陳伯達積極參與林彪、江青奪取最高權力的活動。
陳伯達控製宣傳輿論工具，進行反革命宣傳煽動，1966年提出“橫掃一切牛鬼蛇神”等口號，煽動對廣大幹部和群眾的迫害鎮壓。
1967年7月，陳伯達夥同江青、康生決定對劉少奇進行人身迫害，從此剝奪了他的行動自由。
1966年底至1968年，陳伯達多次誣陷國務院副總理陸定一是“現行反革命”“叛徒”“內奸”，並決定對他進行人身摧殘。
1967年12月，陳伯達在唐山說：中共冀東地區組織“可能是國共合作的黨，實際上可能是國民黨在這裏起作用，叛徒在這裏起作用”。由於陳伯達的煽動，使冀東冤案造成嚴重的後果，大批幹部和群眾受到迫害。
被告人陳伯達犯有《中華人民共和國刑法》第九十八條積極參加反革命集團罪，第九十二條陰謀顛覆政府罪，第一百零二條反革命宣傳煽動罪，第一百三十八條誣告陷害罪。