一開始警方跟伊藤說這種事件很常見，要查太難了。後來提出飯店調閱監視器的重要證據時，警方特意提醒她「你要告的是知名電視台的人喔，你確定要告嗎？一旦告下去，你就不可能再在日本當記者了喔」。2015年4月即對山口敬之提出「準強姦罪的刑事指控」，警方蒐集了酒店閉路電視畫面、計程車司機證詞、山口當日遺落在伊藤內衣上的 DNA 等證據並於6月發出逮捕令到機場抓人，但最後一刻卻不知何原因緊急叫停。據日本媒體週刊新潮指出，逮捕行動喊停是因為擔任警視廳刑事部長中村格的下令。東京地方檢察廳於2016年遂以證據不足理由不予起訴而這起性侵事件在日本當時並未被討論與報導。
而 資深記者 山口敬之 同時也是安倍首相御用的傳記作者，他曾貼身與安倍共同進出，陪打高爾夫、參與各式活動，在日本新聞界極具影響<ref name="gender"/>，在此時 卻仍在原職位大發議論，寫專欄，上節目。2017年5月伊藤項起訴審查委員會提出申訴並且同時於5月29日召開新聞發表會，現身露面指控山口敬之，讓公眾知道她自己的故事。但9月東京第六檢察審查會依舊做出了「不起訴適當」的決議，這也代表伊藤詩織不能就性侵一事再對山口敬之提出刑事訴訟，而司法單位並沒有完整揭露不起訴的原因。伊藤轉而以「因未獲同意的性行爲受到精神痛苦」為由，對山口敬之提起損害賠償的民事訴訟，並且對其求償1100萬日圓，相關的證據直到進行民事程序才有機會在法庭上公開展示。伊藤於10月將自身經歷寫成《黑箱》（Black Box）一書，並且在日本同時以英語召開一場國際記者會<ref name="storm">{{cite web |url=https://www.msn.com/zh-tw/news/world/李忠謙專欄日本第一位公開長相與真名、勇敢挺身指控性侵的女性伊藤詩織的勝訴與她的故事/ar-BBY7xaU?li=BBqiNIb&ocid=UP97DHP| title= 李忠謙專欄日本第一位公開長相與真名、勇敢挺身指控性侵的女性伊藤詩織的勝訴與她的故事P| language=zh | date=2018-12-18 | publisher=風傳媒 | author=李忠謙 | accessdate=2019-12-19}}</ref><ref name="CHANNAI">{{cite web |url=https://naichanblog.com/person/itoshiori-profile/| title= 伊藤詩織（Ito Shiori）的背景，教育背景和Wiki個人資料！與山口紀之的審判過程| language=JP | date=2019-12-19 | publisher=Channai Channel | author= | accessdate=2019-12-22}}</ref>。
纏訟2年的性侵案終於由東京地方法院在2019年12月18日判決應伊藤詩織勝訴，裁決山口敬之必須賠償伊藤詩織 330萬日圓(折台幣約 92萬元)。也判決山口敬之要求伊藤詩織賠償 1億3,000萬日圓的妨礙名譽不成立。