Сенцов был приговорен в РФ к 20 годам лишения свободы 25 августа 2015 года. Российский суд признал его виновным в создании в Крыму террористического сообщества и руководстве им, покушении на приобретение взрывных устройств и незаконном хранении огнестрельного оружия и боеприпасов, двух террористических актах и подготовке еще одного теракта. Сенцов своей вины не признал.
14 мая 2018 года режиссер объявил бессрочную голодовку в колонии города Лабытнанги. Он потребовал освободить 64 украинских политзаключенных, но себя в список не включил.
21 июня адвокат политзаключенного Дмитрий Динзе сообщил, что у Сенцова проблемы с сердцем и почками. Он похудел на 13 килограмм, но прекращать голодовку отказывается. К режиссеру не допускают украинского омбудсмена Людмилу Денисову.
26 июня генеральный секретарь Совета Европы Турбьерн Ягланд подал официальное прошение президенту РФ Владимиру Путину о помиловании Сенцова. Но в Кремле заявили, что письмо Ягланда не может служить основанием для такой меры.