Hồi tháng 4-2015, một hội thẩm đoàn liên bang tại Boston gồm 12 người, đã cáo buộc Dzhokhar Tsarnaev với tất cả 30 tội danh, trong đó có 17 tội danh dẫn tới án tử hình. Giữa tháng 5-2015, hội thẩm đoàn này đã nhất trí thi hành án tử hình đối với Dzhokhar Tsarnaev bằng cách tiêm thuốc độc.
Trước khi thẩm phán George O'Toole đọc phán quyết, ngày 24-6, Dzhokhar Tsarnaev đã phá vỡ sự im lặng kéo dài suốt hai năm qua bằng lời xin lỗi tới các nạn nhân của vụ đánh bom do tên này và người anh trai Tamerlan Tsarnaev tiến hành.
Hai anh em Tamerlan Tsarnaev và Dzhokhar Tsarnaev đã kích nổ hai quả bom tự chế bằng nồi áp suất ở gần vạch đích tại giải thi chạy marathon quốc tế ở thành phố Boston, thủ phủ bang Massachusetts vào đúng Ngày Yêu nước tại Mỹ (15-4-2013), khiến ba người chết và 264 người khác bị thương. Trong khi lẩn trốn, hai tên này tiếp tục giết chết một cảnh sát.
Ngay sau khi vụ việc xảy ra, cảnh sát nhanh chóng truy lùng thủ phạm và đã tiêu diệt Tamerlan Tsarnaev trong một cuộc đấu súng, đồng thời bắt giữ Dzhokhar Tsarnaev.
Kể từ vụ khủng bố ngày 11-9-2001, vụ đánh bom tại Boston là một trong những cuộc tấn công đẫm máu nhất tại Mỹ và Dzhokhar Tsarnaev là người đầu tiên bị áp dụng án tử hình trong một vụ khủng bố.
