Он был признан виновным в пособничестве терроризму и захвату заложников в Театральном центре на Дубровке. Гособвинитель требовал приговорить Талхигова к 10 годам лишения свободы. Адвокат подсудимого Олег Панкратов просил суд оправдать Талхигова, заявляя о его невиновности. Суд огласил только начало и конец приговора (вводную и резолютивную часть), так как в материалах дела имеются секретные сведения о работе ФСБ. Талхигов был задержан 25 октября 2002 года. Спецслужбам удалось перехватить его телефонные переговоры с Мовсаром Бараевым, во время которых Талхигов рассказывал боевикам о месторасположении бойцов спецназа, снайперов и бронетехники вокруг Театрального центра. Адвокат осужденного заявил журналистам, что суд не изучил все доказательства по делу, большая часть которых, по его утверждению, была уничтожена. Речь идет о письменных объяснениях, которые, как заявил защитник, Заурбек Талхигов давал сотрудникам ФСБ после каждого разговора с террористами.
