En 1985, durante el Juicio a las Juntas fue denunciado por delitos de lesa humanidad.

En 2009, con la reapertura de los juicios por crímenes de lesa humanidad, este fue el primer juicio por los crímenes cometidos en la ESMA, el Tribunal Oral Federal n.º 5 (TOF 5) juzgó a los 18 represores procesados.

[15]​ Era el responsable de la «Pecera», como llamaban al sitio a donde los detenidos realizaban trabajo esclavo.

[16]​ Marta Remedios Álvarez contó durante el juicio que fue torturada con una picana eléctrica por Pernías estando embarazada y después tuvo a su hijo en cautiverio.

[17]​ Se probó que Pernías torturó, entre otros, a Carlos García, Graciela Daleo, Ricardo Coquet y María Milia de Pirles.

Muchos describieron la historia como de amor, pero muchos años después Mercedes Inés Carazo declaró en la Megacausa ESMA en su contra.

Pernías afirmó que durante los «interrogatorios reforzados» los detenidos eran tratados «lo más humanamente posible» porque él se consideraba una «persona de bien».

El juicio oral duró dos años, durante los cuales declararon 160 testigos, que incluyeron 79 ex detenidos desaparecidos de la ESMA.

[27]​[28]​ Este juicio fue considerado de alto valor simbólico porque muchos de los hechos ya se conocían y habían sido denunciados y analizados durante el Juicio a las Juntas pero hubo que esperar 20 años para poder juzgarlos.

El Tribunal no declaró en la sentencia en forma expresa que la condena debía cumplirse exclusivamente en una cárcel común, tal como era el requerimiento de las querellas, por lo que no quedó excluida la posibilidad de cumplirla en prisión domiciliaria si se daban las condiciones para ello.

El Tribunal no enmarcó los delitos en la figura de «genocidio» como había solicitado la querella.

Este proceso fue seguido con una composición diferente del juicio anterior que lo había condenado en primera instancia: los jueces Daniel Obligado, Leopoldo Bruglia y Adriana Pallotti, miembros del Tribunal Oral Federal 5.