เมื่อวันที่ 30 เมษายน 2561 นายพนมฤทธิ์ หอมนิจสกุล อัยการจังหวัดทองผาภูมิ เป็นโจทก์ยื่นฟ้องนายเปรมชัยกับพวก ทั้ง 4 คน เป็นจำเลยต่อศาลจังหวัดทองผาภูมิ โดยฟ้องรวม 6 ข้อหา ประกอบ ด้วย 1.ร่วมกันพกพาอาวุธปืนไปในเมืองหมู่บ้านหรือทางสาธารณะโดยไม่ได้รับอนุญาต 2.ร่วมกันล่าสัตว์ในเขตรักษาพันธุ์สัตว์ป่าโดยไม่ได้รับอนุญาต 3.ร่วมกันล่าสัตว์ป่าคุ้มครองโดยไม่ได้รับอนุญาต 4.ร่วมกันมีไว้ครอบครองซึ่งซากสัตว์ป่าคุ้มครองโดยที่ไม่ได้รับอนุญาต 5.ร่วมกันช่วยซ่อนเร้นช่วยพาเอาไปเสียหรือรับไว้ซึ่งซากสัตว์ป่าอันได้มาโดยกระทำความผิดกฎหมาย และ 6.ร่วมกันเก็บหาของป่าในเขตป่าสงวนแห่งชาติโดยไม่ได้รับอนุญาต
ในระหว่างนี้ นายเปรมชัย ได้ให้ทนายความสู้คดีตามกระบวนการกฏหมายต้ังแต่ศาลชั้นต้น
กระทั่งเมื่อวันที่ 12 ธันวาคม 2562 ศาลอุทธรณ์ภาค 7 มีคำพิพากษาลงโทษจำคุกนายเปรมชัย 2 ปี 14 เดือน /จำคุกนายยงค์ 2 ปี 17 เดือน /และจำคุกนายธานี 2 ปี 21 เดือน และให้จำเลยที่ 1-4 ร่วมกันชดใช้ค่าเสียหายแก่กรมอุทยานแห่งชาติสัตว์ป่าและพันธุ์พืช 2 ล้านบาท (มูลค่าความเสียหายเสือดำ) พร้อมดอกเบี้ยร้อยละ 7.5 ต่อปี นับตั้งแต่วันที่ 4 กุมภาพันธ์ 2561 (วันที่เจ้าหน้าที่พบการกระทำผิด) ส่วนนางนที เรียมแสน อายุ 46 ปี แม่ครัว จำเลยที่ 3 ศาลอุทธรณ์ภาค 7 พิพากษาจำคุก 1 ปี 8 เดือน และปรับ 40,000 บาท โทษจำคุกรอการลงโทษไว้ 2 ปี โดยคดียุติตามคำพิพากษาของศาลอุทธรณ์ภาค 7 เนื่องจากอัยการโจทก์และจำเลยที่ 3 ไม่ติดใจยื่นฎีกา
ต่อมา เมื่อวันที่ 8 ธันวาคม 2564 ศาลจังหวัดทองผาภูมิ ได้อ่านคำพิพากษาศาลฎีกา สั่งจำคุกนายเปรมชัย กรรณสูต อดีตประธานบริหารและกรรมการ บริษัท อิตาเลียนไทย ดีเวล๊อปเมนต์ จำกัด (มหาชน) 2 ปี 6 เดือน ชดใช้เงิน 2 ล้านบาท /นายยงค์ โดดเครือ (คนขับรถ) จำเลยที่ 2 จำคุก 2 ปี 9 เดือน /นางนที เรียมแสน (แม่ครัว) จำเลยที่ 3 จำคุก 1 ปี 8 เดือน รอลงอาญา 2 ปี (ไม่ได้ฎีกา) /และนายธานี ทุมมาศ (นายพราน) จำเลยที่ 4 จำคุก 2 ปี 13 เดือน (ต่อมาเสียชีวิตหลังป่วยเป็นโรคมะเร็ง เมื่อกลางเดือน กรกฎาคม 2565 ที่ผ่านมา)
ผลคำพิพากษาฎีกา คือ พิพากษายกฟ้องเฉพาะข้อหาร่วมกันรับไว้ซึ่งซากสัตว์ป่าฯ ตาม พ.ร.บ.สงวนและคุ้มครองสัตว์ป่าฯ มาตรา 55 เพราะมีกฎหมายใหม่ออกมาให้ยกเลิกกฎหมายเก่า แต่อัตราโทษที่ศาลลงโทษจำคุกจำเลยนั้น ยังคงเท่าเดิม ตามที่ศาลอุทธรณ์ภาค 7 พิพากษา คำพิพากษาคดีของศาลฎีกาในวันนี้ คดีถึงที่สุดแล้ว
จากนั้นเจ้าหน้าน้าที่เรือนจำทองผาภูมินำตัวนายเปรมชัย และพวกในฐานะผู้ต้องโทษคำพิพากษาในคดีร่วมกันล่าเสือดำ ขึ้นรถไปขังที่เรือนจำทองผาภูมิ เพื่อรับโทษจำคุก 2 ปี 14 เดือน และถือเป็นการปิดฉาก "คดีเสือดำ" ที่ นายเปรมชัย กับพวกต่อสู้คดีมานานกว่า 5 ปี