En los cinco meses siguientes, el frenesí de Kürten disminuyó. Aunque intentó estrangular, violar y acuchillar a diez chicas, falló en todos los intentos. Enloquecido, le contó todos sus crímenes a su mujer, quien lo denunció a la policía ese mismo día. Kürten fue arrestado otra vez a finales de mayo de 1930. Antes de su detención, la policía había interrogado a nueve mil personas, seguido tres mil pistas, e incluso había consultado a médiums.
Ya con Kürten detenido y confeso, seguían negándose a creer que los crímenes eran sólo obra suya. El juicio de Kürten dio inicio el 13 de abril de 1931 y finalizó ocho días después. Al jurado le llevó tan sólo noventa minutos condenarlo por nueve cargos de asesinato, aunque según Kürten fue responsable de 79 asaltos y por lo menos trece asesinatos.
Peter Kürten durante el juicio
Entre los que asistieron al juicio se encontraba un artista: el cineasta Fritz Lang, quien había escrito el guión de lo que sería su película M, el vampiro de Düsseldorf. Kürten reveló que bebía la sangre de sus víctimas porque padecía hematodipsia, una extraña enfermedad mental. El jurado rechazó el alegato. El psiquiatra Karl Berg lo describió como "el rey de los pervertidos sexuales" y publicó un libro basado en el caso, titulado Der Sadist.
Kürten recibió miles de cartas, la mayoría llenas de insultos, pero otras eran de fervientes admiradores; incluso hubo mujeres que deseaban estar con él. Otros le enviaban ejemplares del libro sobre su caso para que los firmara.
Kürten fue sentenciado a muerte por decapitación. Tras enterarse, le confió al psiquiatra Karl Berg que su más grande ilusión sería “escuchar el torrente de mi propia sangre correr por mi cuello, partido en dos”.