Decyzja sądu i jej uzasadnienie wywołały oburzenie rodziny dziewczynki, która zapowiedziała zaskarżenie wyroku. W sądzie był reporter RMF, Piotr Lichota: Obaj mężczyźni byli oskarżeni o zaplanowaną zbrodnię ze szczególnym okrucieństwem z pobudek zasługujących na potępienie. W trakcie procesu przyznali się do winy. Zgodnie z wyrokiem, mogą ubiegać się o warunkowe zwolnienie z więzienia po 20 latach; zostali również pozbawieni na 10 lat praw publicznych. Prokurator żądał dla Przemysława Ż. 25 lat więzienia, a dla Mirosława D. - dożywocia (w chwili popełnienia zbrodni Ż. miał 16 lat, D. był wówczas pełnoletni). W czerwcu 2003 roku policja znalazła ciało Natalii ukryte w krzakach, kilkaset metrów od jej domu. Mordercami okazali się koledzy z podwórka ofiary, którzy zwabili dziewczynę w odludne miejsce, ogłuszyli, kilkakrotnie uderzając deską w głowę. Nieprzytomną i skrępowaną taśmą samoprzylepną trzykrotnie zgwałcili. Ż. i D. dusili dziewczynkę kablem, jeden z nich zmiażdżył ofierze krtań butem i by mieć pewność, że umrze założyli jej na głowę foliowy worek i szczelnie okleili taśmą. Później włączyli się do akcji poszukiwania Natalii, udawali że pomagają odnaleźć ją. Rodzice dziewczynki byli w procesie oskarżycielami posiłkowymi. Ojciec słuchał wyroku płacząc, pozostali członkowie rodziny oburzeni kilkakrotnie przerywali sędziemu. W opinii sądu, zbrodnia nie została popełniona ze szczególnym okrucieństwem, tak jak zakwalifikował ją prokurator. - Szczególne okrucieństwo jest wtedy gdy sprawca stosuje środki większe niż te, które są niezbędne do zabójstwa. Mieliśmy do czynienia z uderzaniem w głowę, duszeniem kablem, założeniem worka i zawiązaniem go, gdy ofiara jeszcze żyła. To zmierzało do jej zabicia i nie jest szczególnym okrucieństwem - wyjaśniał sędzia Maciej Żelazowski. - Człowieku, coś ty zrobił? Ten wyrok to fałsz! - krzyczał do sędziego po zakończeniu rozprawy wuj zamordowanej. Sędzia nakazał wyprowadzić go z sali. - To było szczególne okrucieństwo. Sąd musiałby zobaczyć jak wyglądało moje dziecko w kostnicy - powiedział dziennikarzom ojciec Natalii. - Razem z mężem zaskarżymy wyrok. Byłam zdumiona, stwierdzeniem, że moje dziecko nie zostało zamordowane ze szczególnym okrucieństwem. Tak było i to należało głośno powiedzieć - mówiła na korytarzu matka dziewczynki. Sąd nie wskazał jednoznacznie co było motywem zbrodni, zaznaczył jednak, że jej inicjatorem był młodszy i bardziej zdemoralizowany Przemysław Ż. Zdaniem sądu, zasługiwał na dożywocie, ponieważ był już karany za czyn lubieżny, w miejscu zamieszkania ma złą opinię, a jego stosunek do matki jest "tragiczny". Sędzia Żelazowski podkreślał, że o wymiarze kary dla Mirosława D. zdecydowała m.in. jego niekaralność, mniejsza rola w zabójstwie i wyjawienie jej szczegółów. Sąd uznał, że orzeczenie wobec niego dożywocia byłoby karą "nadmiernie surową". - Doszłoby do sprzeczności wyroku. Oskarżony, który zrobił więcej, otrzymałby karę 25 lat pozbawienia wolności, ten który zrobił mniej, otrzymałby karę dożywotniego pozbawienia wolności - uzasadniał sędzia Żelazowski. Sędzia podkreślał również, że na wyrok miał wpływ fakt, iż obaj skazani są bardzo młodzi, niedojrzali i wychowywali się w niepełnych rodzinach. - Ustawodawca zabrania kierowania się w wyrokach wobec młodocianych wyłącznie represją, a nakazuje względy wychowawcze. To czy kara 25 lat pozbawienia wolności spełni tę rolę jest już kwestią inną - dodał sędzia Żelazowski. Przemysław Ż. i Mirosław D. byli sąsiadami Natalii z osiedla, znali ją od dzieciństwa. Ż. mieszkał z dziewczynką w jednym bloku, uczyli się w tym samym gimnazjum, chłopak był w tej samej klasie co siostra zamordowanej.