Moussaoui pidätettiin ennen iskuja, mutta hän ei kertonut tietojaan kuulustelijoille. Huhtikuussa 2005 hän tunnusti valehdelleensa kuulustelijoille tiedoistaan Osama bin Ladenin johtamaa operaatiota koskien. Moussaouin asianajajat väittivät ennen tunnustusta, ettei Moussaoui ole oikeustoimikelpoinen mielenterveysongelmiensa vuoksi.[1]
”Sinä hävisit Amerikka, minä voitin”, Moussaoui sanoi poistuessaan oikeustalolta.[2]
Tuomio sai ristiriitaisen vastaanoton Yhdysvalloissa. Toisaalta sitä pidettiin osoituksena tuomioistuimen puolueettomuudesta, toisaalta moni toivoi oikeussalissa uhittelevasti käyttäytyneen Moussaouin teloittamista.[2]
Moussaoui kiisti oikeudenkäynnin päätöksen jälkeen syyllisyytensä ja anoi uutta oikeudenkäyntiä. Perusteena anomukselleen Moussaoui kertoi, että hän ymmärsi vasta myöhemmin mahdollisuuteen saada oikeudenmukainen oikeudenkäynti, vaikka valamiehistö koostuikin amerikkalaisista. Yhdysvaltain laki ei kuitenkaan tarjoa syytetylle mahdollisuutta perua tunnustustaan sen jälkeen, kun tuomio on luettu.[3]
Melko pian tuomionluvun jälkeen Internetissä julkaistiin ääninauha, jossa Osama bin Ladeniksi esittäytyvä henkilö väittää Moussaouin olevan syytön syyskuun 2001 terrori-iskuihin.[4] Yhdysvaltojen tiedustelupalvelun CIA:n asiantuntijoiden mukaan nauhalla todella esiintyi bin Laden.[5]
Zacarias Moussaoui istuu rangaistustaan Coloradossa sijaitsevassa huippuvalvotussa ADX Florence -vankilassa.[6]