5日，“警总政治部主任”王超凡举行记者招待会，宣布：“查《自由中国》半月刊近年来各期言论，曾经逐期审查综合整理研究分析结果，多系煽动、诱惑、挑拨、分化、中伤之文字，批评政府有百非而无一是。此种破坏之论调，显已超出自由之法规，并且伪造假投书，企图煽惑军心，颠覆政府”，“基于国家处于反共抗俄之非常时期，大敌当前，在‘共匪’随时可能冒险犯台之情势下，该刊一再发表违犯反共抗俄国策，挑拨政府与人民感情，故意破坏团结影响民心士气之荒谬言论，长此以往，不无动摇国本之虞，似有触犯有利于叛徒宣传之罪嫌”，因此提交军法审判。
雷案发生后，胡适在美国公开表态，《自由中国》十年来一直是台湾言论自由的象征，抓雷震等于自砸招牌。9月21日，胡适接受美国记者李曼诺的专访，表明自己的态度：（1）“雷震为争取言论自由而付出的牺牲精神，实在可佩可嘉，对得住自己、朋友，也对得住国家。”（2）“言论过激与否，各人的观点是不同的……我个人也没有觉得它有什么过激的地方。”9月30日，《自由中国》撰稿人殷海光、夏道平、宋文明发表联合声明，宣布“我们实在发现不了我们的言论‘违法’之处何在”，并表示愿分担《自由中国》言论方面的法律责任。朱文伯、郭雨新也发表反驳文章，指出国民党给他们在《自由中国》上发表的文章扣帽子完全是无理取闹。此时，代表台湾地方势力的《公论报》成了反对派最重要的舆论阵地。雷震一被捕，该报便刊出《海外人士对雷震案的看法》一文，鼓吹发动万人请愿运动，如果当局不释放雷震，则请愿代表就陪雷震一起坐牢。9月12日，台湾省新闻处以该文“触犯新闻法及戒严时期新闻报纸杂志图书管理办法之规定”，向《公论报》提出“告诫”。
其实，国民党明白仅凭《自由中国》所登载的文章难以判处雷震重刑。因此，他们在逮捕雷震的同时，也逮捕了对《自由中国》言论“完全不负责任”的“国史馆”职员刘子英。刘子英是由雷震担保从香港迁来台湾的，曾任《自由中国》会计，并住在《自由中国》社内，后因他与同事不合由雷震介绍到“国史馆”任职，但仍帮雷震抄点文章。国民党的如意算盘是，逼迫刘子英成为“孙立人案”中郭廷亮式的角色，让他自承“共谍”，然后由他出面攀诬雷震。在有关方面的授意下，收监当日，刘子英就被押往别处，接受了长达11个小时的“讯问”，到次日下午开始“交待”。其“自白书”一共“补充”六次，总算达到有关方面的“要求”，完成了其“特殊使命”。据国民党公布的材料，刘子英坦白他是共党“间谍”，带着邵力子夫人傅学文的口信来台“策反”雷震，雷震听完他的“策反”后表示“不能做”，但并未检举他，还给他安排食宿，介绍工作，等于是包庇和掩护他。于是乎，雷震的一顶“红帽子”便算戴定了。
9月27日，国民党公布对雷震的起诉书，罪名两大项：一为“包庇掩护‘共谍’”；二为“散布不法言论”，包括在《〈自由中国〉半月刊违法言论摘要》中所列举的六项。把这两项大罪合并考察，可知“散布不法言论”也是为了替共产党宣传。10月3日，台湾军事法庭开庭审判雷案。雷震的老友、CC派的大将梁肃戎不顾党内压力，挺身为雷辩护。但他在开庭前仅获得一天半的时间查阅案卷，根本理不出头绪，更不可能核对真伪，他要求见此案关键人物刘子英，亦不获批准。庭审当天，宣布起诉书就用去一半多时间。雷震在庭上要求与刘子英当面对质，法庭不允，梁肃戎的辩护亦受重重干扰。全部审判仅用三个半小时即告结束。
10月8日，宣布判决：“雷震明知匪谍而不告密检举，连续以文字为有利于叛徒之宣传，处有期徒刑7年，执行有期徒刑10年，褫夺公权7年。刘子英意图以非法之方法颠覆政府而着手实行，处有期徒刑12年，褫夺公权8年，全部家产除酌留其家属生活必须生活费用外没收之。马之骕预备以非法之方法颠覆政府，处有期徒刑5年，褫夺公权4年。傅正经裁定交付感化，期间3年。雷震等人均不服，提出上诉。11月17日，“国防部高等复判庭”作出终审判决：“雷震、刘子英罪行核准，马之骕罪行部分撤销，改判交付感化3年，傅正声请被驳回。”