Сенцова було засуджено у РФ до 20 років позбавлення волі 25 серпня 2015 року. Російський суд визнав його винним у створенні у Криму терористичної спільноти і керівництві нею, спробі придбання вибухових пристроїв і незаконному зберіганні вогнепальної зброї та боєприпасів, двох терористичних актах та підготовці ще одного теракту. Сенцов своєї провини не визнав.
14 травня 2018 року режисер оголосив безстрокове голодування в колонії міста Лабитнангі. Він висунув вимогу звільнити 64 українських політв'язнів, але себе до списку не заніс.
21 червня адвокат політв'язня Дмитро Дінзе повідомив, що в Сенцова проблеми із серцем і нирками. Він схуд на 13 кілограмів, але відмовляється припиняти голодування. До режисера не допускають українського омбудсмена Людмилу Денісову.
26 червня генеральний секретар Ради Європи Турбйорн Ягланд подав офіційне прохання президенту РФ Володимиру Путіну про помилування Сенцова. Але у Кремлі заявили, що лист Ягланда не може бути підставою для такого заходу.