Drie grootaandeelhouders (Veteran Petroleum Ltd., Yukos Universal Ltd. en Hulley Enterprises Ltd.) hebben daarop een arbitrage tegen de Russische Federatie aanhangig gemaakt. Arbitrage is een vorm van particuliere rechtspraak, waarbij drie onafhankelijke arbiters (het Scheidsgerecht) over de zaak oordelen. De arbitrageprocedure heeft ongeveer tien jaar in beslag genomen. In een uitspraak van 18 juli 2014 heeft het Scheidsgerecht de Russische Federatie veroordeeld om aan de drie aandeelhouders in totaal ca. US$ 50 miljard te betalen als schadevergoeding. Het Scheidsgerecht was van oordeel dat het de Russische Federatie niet werkelijk te doen was om belasting van Yukos te innen, maar om Khodorkovsky als potentiële rivaal van president Putin uit te schakelen en zich de eigendommen van Yukos toe te eigenen.