Ngày 29/9/1999, TAND tỉnh Thái Bình đưa vụ án ra xét xử và tuyên phạt ông Phi 14 năm tù về tội “lạm dụng tín nhiệm...” và 3 năm tù về tội “trốn thuế”. Tổng hợp hình phạt, ông Phi phải nhận 17 năm tù.
Ông Phi kháng án, ngày 25 và 26/4/2000, Toà phúc thẩm, TAND Tối cao xét xử phúc thẩm và tuyên: “Lương Ngọc Phi không phạm tội “lạm dụng tín nhiệm”. Huỷ phần “trốn thuế” của bản án sơ thẩm, trả hồ sơ để điều tra lại. Sau khi điều tra lại, ngày 12/12/2003, Viện KSND tỉnh ra quyết định đình chỉ điều tra và trả tự do cho ông Lương Ngọc Phi.
Từ khi bị bắt giam đến khi được trả tự do, ông Phi đã bị giam oan 35 tháng. Ngày 13/6/2006, ông Phi mới được TAND tỉnh công khai xin lỗi tại quê nhà. Ngay sau khi được minh oan, ông Phi tiến hành đòi bồi thường với số tiền yêu cầu bồi thường là 54 tỷ đồng chia đều cho hai cơ quan TAND tỉnh Thái Bình và Công an tỉnh.
Từ 6/7/2006 đến 19/4/2007, TAND tỉnh đã tiến hành 6 lần thương lượng với ông Phi để xin giảm số tiền bồi thường, nhưng không được ông Phi chấp nhận và đã khởi kiện hai cơ quan này ra TAND TP.Thái Bình. Sau khi khởi kiện, ông Phi đề nghị tách vụ kiện thành hai vụ riêng, gồm: “Kiện đòi bồi thường thiệt hại về tổn thất tinh thần và thu nhập thực tế bị mất” và “Kiện đòi bồi thường thiệt hại về tài sản cũng như thiệt hại do không khai thác được tài sản” và đã được TAND TP.Thái Bình chấp thuận.
Vụ thứ nhất được tòa xét xử vào ngày 21/7/2009 và đã tuyên buộc TAND tỉnh phải bồi thường cho ông Phi trên 600 triệu đồng về các khoản thiệt hại về tổn thất tinh thần và thu nhập thực tế bị mất sau 35 tháng bị giam oan.
Vụ kiện “Đòi bồi thường thiệt hại về tài sản” được TAND TP Thái Bình thụ lý từ 16/10/2008. Ông Phi đòi Công an tỉnh bồi thường 27 tỷ đồng, TAND tỉnh bồi thường 27 tỷ đồng vì đã gây thiệt hại về tài sản khi bắt giam, điều tra, truy tố, ra bản án oan cho ông.
Sau khi thụ lý và đưa vụ án ra xét xử nhưng phiên tòa đã liên tục bị hoãn, ngày 26/8/2013, TAND TP.Thái Bình tiếp tục mở phiên toà xét xử vụ kiện trên.
HĐXX khẳng định, việc bồi thường không thuộc trách nhiệm của Công an tỉnh, vì vậy đã bác yêu cầu khởi kiện của ông Lương Ngọc Phi đòi Công an tỉnh Thái Bình bồi thường thiệt hại về tài sản với số tiền 27 tỷ đồng.
HĐXX tuyên buộc TAND tỉnh Thái Bình phải bồi thường cho ông Lương Ngọc Phi số tiền trên 21 tỷ đồng vì đã ra bản án oan, gây thiệt hại về tài sản cho ông.