Dahmer a fost pus sub acuzare pentru 15 acuzații de crimă, iar procesul a început la 30 ianuarie 1992. Chiar dacă dovezile împotriva sa erau copleșitoare, Dahmer a invocat nebunia ca apărare, din cauza naturii impulsurilor sale incredibil de tulburătoare și incontrolabile.

După două săptămâni de proces, instanța l-a declarat sănătos și vinovat pentru cele 15 capete de acuzare de crimă.

A fost condamnat la 15 pedepse pe viață, pentru un total de 957 de ani de închisoare. În luna mai a aceluiași an, a pledat vinovat pentru uciderea primei sale victime, Stephen Hicks, și a primit o pedeapsă suplimentară pe viață.

Dahmer și-a ispășit pedeapsa la Columbia Correctional Institution din Portage, Wisconsin.

În timpul perioadei petrecute în închisoare, Dahmer și-a exprimat remușcările pentru acțiunile sale și și-a dorit propria moarte.

De asemenea, a citit Biblia și s-a declarat un creștin renăscut, pregătit pentru judecata finală.

A fost atacat de două ori de către alți deținuți, prima încercare de a-i tăia gâtul lăsându-l doar cu răni superficiale.

Cu toate acestea, a fost atacat a doua oară la 28 noiembrie 1994, de către un deținut cu o halteră, (chiar primul obiect cu care a comis prima crima), în timp ce curățau unul dintre dușurile închisorii. Dahmer a fost găsit încă în viață, dar a murit în drum spre spital din cauza unui traumatism cranian sever.