A 21 éves Carnajev, aki a világszerte nagy figyelemmel kísért tárgyalása során egyetlen alkalommal sem szólalt meg, az ítélethirdetéskor ötperces, vallási utalásokkal átszőtt beszédben kért bocsánatot az áldozatoktól és a túlélőktől, és isten segítségét kérte számukra, a maga, a bátyja és a családja számára pedig isteni irgalmat.
„Sajnálom az életeket, amelyeket elvettem, a szenvedést, amit okoztam önöknek, a kárt, amit okoztam, a helyrehozhatatlan kárt” – mondta a tárgyalóteremben a robbantás sérültjei és az áldozatok hozzátartozói előtt, akik őt megelőzően három órán keresztül beszéltek „gyáva” és „visszataszító” tetteiről. „Az emlékezetben az marad meg, hogy ön ártatlan embereket gyilkolt meg, s hogy ezt szándékosan és tudatosan tette. Ön szántszándékkal tette ezt. Kivégzés általi halálra ítélem” – jelentette ki George O’Toole bíró. Halálos ítélet esetén a fellebbezés automatikus.
A 2013. április 15-i bostoni kettős robbantásban hárman életüket vesztették, köztük egy 8 éves kisfiú, 264-en pedig megsebesültek. A merényletet Dzsohar a bátyjával, Tamerlan Carnajevvel közösen hajtotta végre, aki később a rendőrséggel vívott tűzharcban életét vesztette. Ez volt a legsúlyosabb terrortámadás, amelyet amerikai területen 2001. szeptember 11. óta elkövettek.
A fivérek a robbantás után néhány nappal egy rendőrt is agyonlőttek. A Carnajevek áldozatai Lingzi Lu 23 éves kínai diák, Krystle Campbell 29 éves étteremvezető, a 8 éves Martin Richard és Sean Collier 27 éves rendőr voltak. A két kuktafazékba rejtett, saját készítésű pokolgéppel elkövetett, páros robbantás következtében 17-en vesztették el lábukat.
Carnajev perét két részletben folytatták le. Az első szakaszban, amelynek célja a csecsen származású, de amerikai állampolgárságú vádlott bűnösségének megállapítása volt, az esküdtszék az ellene felhozott mind a 30 vádpontban elmarasztalta őt. Ezek közül 17 szolgált alapjául a halálos ítéletnek. Egyebek között négyrendbeli gyilkosságban, összeesküvésben és tömeges halált okozó fegyverhasználatban találták bűnösnek. A per második szakaszában a kiszabandó büntetés mértékét kellett megállapítani.