В тот же день Эйхман предстал перед мировым судом в Яфо, и ему были предъявлены обвинения в преступлениях, совершенных против еврейского народа, военных преступлениях против человечности и в принадлежности к преступным организациям. На это он ничего не сказал и только заметил, что когда настанет время, то он сумеет выступить в свою защиту. Затем его снова отвезли в тюрьму в Рамле — здание старой постройки, но оборудованное новейшими системами безопасности, включая зенитные батареи. Свет в его камере никогда не выключался, и надзиратель не отходил от глазка в его двери. Был организован специальный отдел полиции для ведения дела Эйхмана, возглавляемый Аврагамом Зелингером; сотрудники этого отдела владели немецким языком. Эйхмана попросили изложить в письменном виде обязанности, которые он выполнял по своей должности, занимаемой им в структуре Третьего рейха; он согласился. Так началось следствие, продлившееся восемь месяцев. Показания Эйхмана записывались на магнитофон, и их расшифровка составила 3564 машинописные страницы. Подследственный продемонстрировал поразительную память, вспоминая мельчайшие детали, связанные с людьми, местами, книгами, едой, ценами. И только когда ему задавались конкретные вопросы, связанные с еврейскими судьбами, он впадал в забывчивость. Так, ни в ходе следствия, ни на судебных заседаниях он якобы не мог вспомнить, что ему довелось видеть в лагерях смерти. С самого начала и до последнего дня процесса Эйхман продолжал утверждать, что он всего лишь исполнял приказы и что он лично не причинил никому зла. Он умышленно запутывал свои ответы, постоянно пытался переходить к обобщениям и, как стало выясняться в ходе процесса, сознательно вводил суд в заблуждение.
Пока Эйхман отвечал на вопросы следователей, сотрудники отдела Зелингера активно занимались сбором и систематизацией документов, полученных из 17 стран. Эти документы давали картину деятельности Эйхмана на протяжении его десятилетней карьеры в нацистской Германии. В числе полученных материалов были буквально тонны документов Министерства иностранных дел Германии, а также аналогичная документация из Великобритании, Франции, Западной Германии, Польши, Чехословакии и других стран. Зелингер лично посещал все центры документации этих стран, и повсюду ему оказывалось полное содействие; единственной страной, отказавшейся участвовать в следствии, стал Советский Союз.
Тем временем из-за рубежа стала поступать реакция иного рода. По прошествии недели потрясенного молчания после поимки Эйхмана отреагировал официальный Буэнос-Айрес, направив израильскому правительству формальный протест и требование немедленно вернуть Эйхмана в Аргентину. Бен-Гурион ответил президенту страны Артуро Фрондизи, изложив позицию Израиля в обстоятельном послании, содержавшем извинения и выдержанном в примирительном тоне. Министерство иностранных дел Аргентины никак не отреагировало на это послание и продолжало настаивать на том, чтобы Израиль признал свою ответственность за нарушение суверенитета Аргентины и вернул Эйхмана в страну. После того как переговоры с участием посредников не дали результатов, представитель Аргентины в ООН потребовал созвать сессию Совета Безопасности. Дебаты начались 2 июня 1960 г., и складывавшаяся ситуация оказалась неловкой для представителей большинства стран, которые очевидным образом были на стороне Израиля. Осознавая общее положение дел, Аргентина обратилась к Израилю с требованием наказать “участников похищения” и “соответствующим образом компенсировать нарушение территориального суверенитета, совершенное иностранными гражданами”. Существенно важным было то обстоятельство, что уже не шла речь о возвращении Эйхмана. В ходе последующей дискуссии представители США, Великобритании и Франции предпринимали усилия к тому, чтобы выработать формулу, согласно которой принесение Израилем официальных извинений Аргентине и будет расцениваться как “соответствующая компенсация”. Именно в этом ключе была выдержана принятая на следующий день, 23 июня, резолюция Совета Безопасности, осуждавшая Израиль. Однако Аргентина осталась неудовлетворенной таким исходом и объявила посла Израиля в Буэнос-Айресе персоной нон грата — не заходя, впрочем, настолько далеко, чтобы пойти на разрыв дипломатических отношений между двумя странами. После этого Бен-Гурион направил в Буэнос-Айрес Шабтая Розена, юридического советника израильского Министерства иностранных дел, для выработки соответствующего компромисса. Наконец, 3 августа 1960 г., выход из дипломатического тупика был найден путем принятия совместного коммюнике: