Według historyków, proces został pieczołowicie przygotowany przez ówczesne władze. Na ławie oskarżonych zdecydowano posadzić bezpośrednich autorów zbrodni: naczelnika wydziału w departamencie IV MSW, kpt. SB Grzegorza Piotrowskiego, jego podwładnych por. Leszka Pękalę i por. Waldemara Chmielewskiego oraz wiceszefa departamentu płk. Adama Pietruszkę (pod zarzutem podżegania do zbrodni). Ten ostatni miał usłyszeć przed zatrzymaniem od szefa MSW gen. Czesława Kiszczaka: "Generale Pietruszka, trzeba się dać chwilowo zamknąć" - co miało wywołać protest pułkownika SB, który uważał się za niewinnego. Powszechna była opinia, że ekipa gen. Wojciecha Jaruzelskiego poświęca kilku oficerów SB by wykazać swą "dobrą wolę" i dowieść, że mord na kapelanie podziemnej Solidarności był pośrednio wymierzony także w nią - bo jako "prowokacja wobec linii porozumienia" miał zdestabilizować sytuację w kraju. Pamiętano, że rok wcześniej władze zrobiły wszystko, by uchronić szeregowych milicjantów od winy za śmierć zakatowanego na warszawskim komisariacie MO w maju 1983 r. 19-letniego Grzegorza Przemyka, syna opozycyjnej poetki Barbary Sadowskiej. Procesowi towarzyszyły szczególne środki bezpieczeństwa. Wprowadzono specjalne przepustki by nie każdy chętny mógł go śledzić; selekcjonowano polskich dziennikarzy (ich teksty podlegały - jak zawsze - cenzurze), pozwolono na obecność tylko kilku reporterom zachodnim; wśród publiczności było wielu oficerów SB. Zrobiono wiele, by na procesie nie zostały ujawnione niewygodne dla władz fakty m.in. o inwigilacji Kościoła katolickiego - np. w relacjach z procesu w kontrolowanych przez państwo środkach przekazu nigdy nie podano, że departament IV zajmował się właśnie tym. Proces, znany jako "proces toruński" zaczął się 27 grudnia 1984 r. przed Sądem Wojewódzkim w Toruniu. Była to jedyna w sądownictwie PRL sprawa, w której o mord polityczny na księdzu oskarżono oficerów służb specjalnych. Składowi orzekającemu przewodniczył prezes Sądu Wojewódzkiego w Toruniu sędzia Artur Kujawa, sprawozdawcą był sędzia Jurand Maciejewski. Jako oskarżyciel publiczny wystąpił prokurator Leszek Pietrasiński. Związani z opozycją znakomici adwokaci Edward Wende, Jan Olszewski, Krzysztof Piesiewicz i Andrzej Grabiński byli pełnomocnikami oskarżycieli posiłkowych - czyli brata i rodziców zabitego księdza oraz jego przyjaciela i kierowcy Waldemara Chrostowskiego, także porwanego, któremu udało się uciec z esbeckiego auta. Mimo że na procesie ujawniono okoliczności, które mogły wskazywać na odpowiedzialność m.in. szefa departamentu IV gen. Zenona Płatka oraz szefa SB i wiceszefa MSW gen. Władysława Ciastonia, sąd zajął się wyłącznie bezpośrednimi sprawcami. Sędzia np. tak długo wypytywał Pękalę o jego słowa, że o wszystkim miała wiedzieć "góra" w postaci wiceministra MSW, iż ten w końcu z nich się wycofał. Także Chmielewski sprecyzował, że jego słowa o "górze" były tylko domysłami. Również Piotrowski oświadczył po pytaniach sądu, że teraz wie, iż "góra" to tylko Pietruszka, choć wcześniej "myślał inaczej" (odmówił on odpowiedzi na pytania pełnomocników oskarżenia, mówiąc, że "dobrze zna tych panów i wie, o co będą pytali"). Płatek zeznawał jedynie jako świadek; Ciastoń w ogóle nie był wezwany do sądu. Obu odwołano wtedy jednak ze stanowisk i wysłano na podrzędne placówki zagraniczne. Po 1989 r. obaj zostali oskarżeni, głównie na podstawie nowych zeznań Pietruszki, o kierowanie zabójstwem księdza (byli wtedy nawet na dwa lata aresztowani). W 1994 r. zostali niejednomyślnie uniewinnieni, z braku dowodów winy, przez Sąd Wojewódzki w Warszawie. W 1996 r. Sąd Apelacyjny w Warszawie zwrócił sprawę sądowi I instancji. W 2000 r. proces Płatka zawieszono z powodu jego choroby (zmarł w 2009 r.), a na wokandę wróciła sprawa Ciastonia, którego wobec braku dowodów winy w 2002 r. ponownie uniewinniono. W czasie procesu Piotrowski atakował swą ofiarę, mówiąc, że widząc brak reakcji Kościoła na "pozareligijną działalność" księdza w postaci "organizacji nielegalnych struktur", postanowił podjąć działania pozaprawne jako mniejsze zło. Kpt. SB mówił też o kontaktach księdza z "pewną damą". Sędzia Kujawa odczytał zaś w uzupełnieniu fragmenty aktu oskarżenia wobec ks. Popiełuszki z lipca 1984 r. (tę sprawę umorzono wkrótce potem na mocy amnestii), w którym cytowano słowa kapłana m.in. o "juncie Jaruzelskiego", "sowietyzacji ojczyzny". Zarządził też włączenie tego do akt procesu, przeciw czemu bezskutecznie protestowali pełnomocnicy oskarżycieli. W mowie końcowej Pietrasiński zażądał kary śmierci dla Piotrowskiego oraz po 25 lat więzienia dla pozostałych oskarżonych. Najbardziej jednak bulwersujące było zrównanie przez prokuratora katów z jego ofiarą. - Ekstremalna postawa księdza Jerzego Popiełuszki zrodziła nie mniej szkodliwą ekstremę, której produktem są odrażające zbrodnie będące przedmiotem osądu w niniejszej sprawie (...) W tym procesie spotkały się dwie postawy mające jednak jeden wspólny mianownik. Pierwsza charakteryzuje niektórych duchownych, którzy mieszając ambonę z mikrofonem "Wolnej Europy", lekceważą obowiązujące prawa (...) I druga, dotycząca tych, którzy uznali za możliwe zwrócenie się przeciwko polityce państwa poprzez postawienie się ponad prawem i popełnienie najcięższej zbrodni, zbrodni przeciw życiu ludzkiemu. Obie te postawy trzeba charakteryzować jako ekstremalne - mówił Pietrasiński. Dodał, że ks. Popiełuszko "siał nienawiść, lżył, poniżał, szydził, wzywał do niepokojów społecznych". W swych wystąpieniach (ówczesna prasa nie zamieściła ich w całości) pełnomocnicy oskarżycieli opowiedzieli się przeciw karze śmierci, której - jak mówili - nie chciałby sam ks. Jerzy. Sprzeciwili się też zrównaniu ofiary z katem przez oskarżyciela publicznego, czego - jak podkreślali - "nie znają chyba kroniki sądownictwa światowego". Ich mowy końcowe stały się kanonem adwokackiej sztuki oratorskiej.