Позднее говорилось, что теории заговора вовсе не было, как и попытки переворота, а экзальтированный и умственно неполноценный юноша мог, используя разорванный на тряпки пиджак и бутыль керосина, поджечь здание в нескольких комнатах и вызвать цепь возгорания. Возможно, он действовал в наркотическом бреду по чьей-то подсказке или команде. А в это время отряд штурмовиков Геринга тихо поджигал весь остальной Рейхстаг. Ван дер Люббе отказывался от адвоката и хотел предстать на суде мучеником, как это бывало со многими фанатичными террористами. Но такое объяснение не устраивало Гитлера и его сторонников: им была нужна крупномасштабная акция, чтобы покончить с конкурентами.
Так на скамье подсудимых оказались пять человек, из которых один, Эрнст Торглер, был лидером парламентской фракции компартии, а трое других – болгарские коммунисты Георгий Димитров, Васил Танев и Благой Попов. Суд проходил с сентября по декабрь 1933 года в Лейпциге. Процесс широко освещался в прессе и транслировался по радио. В это время в советско-германских отношениях развернулся так называемый «журналистский конфликт», причиной которого послужил в том числе отказ в аккредитации советских журналистов на Лейпцигский процесс. Советское правительство приняло решение об отзыве советских журналистов из Германии и высылке германских журналистов из СССР в течение трех дней, что было беспрецедентной мерой в дипломатической практике. 4 ноября 1933 года советские журналисты были допущены на заседание суда.
Торглеру удалось на суде доказать своё алиби – он во время пожара находился в ресторане. Торглер держался осторожно и в полемику с нацистами не вступал, Танев и Попов вообще не знали языка, а Георгий Димитров произнес пламенную речь против нацизма. Речь Димитрова вошла в историю, его 36 раз лишали слова, 5 раз изгоняли из зала суда. Из-за неудачного хода процесса его радиотрансляция была прекращена. Впоследствии болгары были высланы в СССР по просьбе советского руководства. Ван дер Люббе оказался единственным, кто не отрицал свою вину в поджоге. Суд признал его виновным и вынес ему смертный приговор. 10 января 1934 года он был обезглавлен – за три дня до своего 25-летия. Возможно, поспешность исполнения приговора объяснялась тем, что ван дер Люббе все время упоминал на процессе каких-то «других», виденных им в здании Рейхстага лиц, и обвинителям вовсе не хотелось, чтобы он начал рассказывать об этих «других». Было очевидно, что парень видел в здании вовсе не коммунистов, а соратников Гитлера.
Остальные обвиняемые были оправданы, однако правительство оставило их в тюрьме. После того как СССР предоставил трем болгарам советское гражданство, они были высланы в Москву. Торглер был отправлен в концлагерь, но в 1934 году покаялся и обещал больше не заниматься политикой. В 1935 году он был освобожден, после чего его исключили из Компартии Германии за трусость и беспринципность.
В Лондоне антифашисты организовали параллельный антипроцесс, на котором обвинили в поджоге Рейхстага самих нацистов. Ведший расследование комитет при участии британских, французских, американских, бельгийских и швейцарских общественных деятелей пришёл к выводу, что в сговоре с ван дер Люббе был сам министр внутренних дел и председатель рейхстага Герман Геринг. В изданной Комитетом помощи жертвам германского фашизма «Коричневой книге» в поджоге Рейхстага также обвинялись нацисты, и в ходе Лейпцигского процесса прокурор даже пытался опровергать отдельные утверждения из этой книги.
Ван дер Люббе был обезглавлен по приговору суда, а судебная власть после этой провокации перешла в руки Народной палаты, которая имела право выносить приговоры без суда. Так в действие вступила военная диктатура Гитлера.
28 февраля был опубликован чрезвычайный указ рейхспрезидента «О защите народа и государства», отменявший свободу личности, собраний, союзов, слова, печати и ограничивавший тайну переписки и неприкосновенность частной собственности. Была запрещена Коммунистическая партия Германии. В течение нескольких дней были арестованы около четырёх тысяч коммунистов и множество лидеров либеральных и социал-демократических группировок, в том числе депутаты рейхстага. Закрытие оппозиционных газет (коммунистическая «Роте Фане» была закрыта ещё до поджога) дало возможность успешно довести до конца избирательную кампанию.
Несмотря на это, по итогам состоявшихся 5 марта 1933 года выборов в рейхстаг национал-социалисты вновь не получили абсолютного большинства – им досталось только 288 мандатов из 647. Тогда по предложению гитлеровского министра внутренних дел Вильгельма Фрика был аннулирован 81 мандат, который по итогам выборов должен был достаться коммунистам. Также в рейхстаг не был допущен ряд избранных депутатов от СДПГ.