在常熟市看守所里，倪旭新面对民警的审讯，起初还试图狡辩，可当民警们出示了樟木箱、作案工具、指纹鉴定报告等一系列证据后，他的心理防线彻底崩溃，终于如实交代了自己杀害佳佳、抛尸樟木箱的全部经过，与警方掌握的线索完全吻合。
倪旭新供述，他之所以杀害佳佳，是因为佳佳欺骗了他的感情和钱财，他心里充满了怨恨，一时冲动，才犯下了不可饶恕的罪行。案发后，他一直处于恐惧之中，整天提心吊胆，生怕被警方抓获，可最终还是没能逃脱法律的制裁。
案件告破后，警方根据倪旭新的供述，找到了佳佳被丢弃的衣物和首饰，还给了佳佳的父母。佳佳的父母看着女儿的遗物，悲痛欲绝，可得知凶手被抓获，终于可以为女儿报仇雪恨，也稍稍得到了一些慰藉。
1990年，常熟市中级人民法院依法公开审理了这起樟木箱藏尸案。法庭上，倪旭新对自己的犯罪行为供认不讳，没有任何辩解。公诉机关指控倪旭新犯故意杀人罪，犯罪情节极其恶劣，社会危害性极大，请求法院依法严惩。
经过审理，法院作出判决：被告人倪旭新犯故意杀人罪，判处死刑，剥夺政治权利终身，赔偿佳佳家属经济损失共计10万元。倪旭新不服一审判决，提起上诉，江苏省高级人民法院经过审理，认为一审判决认定事实清楚，证据确凿，量刑适当，驳回了倪旭新的上诉，维持原判，并报请最高人民法院核准。
不久后，经最高人民法院核准，倪旭新被依法执行死刑。