Собранные следственными органами Главного следственного управления Следственного комитета Российской Федерации доказательства признаны судом достаточными для вынесения приговора Никите Тихонову и Евгении Хасис. Тихонов признан виновным в совершении преступлений предусмотренных п. «а, ж, к, л» ч.2 ст. 105 УК РФ, ст. 222 УК РФ, ч. 3 ст. 327 УК РФ (убийство, незаконный оборот оружия, подделка, изготовление или сбыт поддельных документов), а Хасис – в совершении преступлений предусмотренных п. «ж, л» ч.2 ст. 105 УК РФ, ст. 222 УК РФ (убийство, незаконный оборот оружия).
С самого начала к расследованию этого резонансного преступления были привлечены лучшие следователи и криминалисты Следственного комитета, оперативные работники ФСБ и МВД России. Следственно-оперативной группой были изъяты и тщательно изучены все записи с камер наблюдения, установленных как на самой улице Пречистенка, где были убиты Маркелов и Бабурова, так и на прилегающих к ней улицах, а также со входа в вестибюль станции метро «Кропотнинская», на которую спустился стрелявший после совершения убийства. Следователи и оперативные сотрудники в ходе расследования отработали множество версий совершенного преступления, допрошено большое количество свидетелей, знакомых и близких потерпевших. Именно кропотливая работа следователей и оперативных сотрудников по изучению и анализу информации о лицах, совершавших преступления, связанные с действиями, направленными на возбуждение ненависти и вражды по признакам расы и национальности позволило следствию выйти на Тихонова и Хасис. По данным следствия, преступление обвиняемые совершили в связи с активным участием Маркелова в антифашитском движении и осуществлением им профессиональной деятельности по защите лиц, придерживающихся антифашитской идеологии. Бабурова была убита в целях сокрытия преступления как очевидец совершаемого убийства Маркелова. Объем этого уголовного дела составил 28 томов.
Приговором суда Тихонову назначено наказание в виде пожизненного лишения свободы в колонии особого режима, Хасис в виде 18 лет лишения свободы с отбыванием в колонии общего режима.