A történet 2005 februárjában folytatódott, amikor a nemzetközi Sportdöntőbíróságon sor került a két versenyző meghallgatására, rajtuk kívül többek között Pikó Károly, az atléták orvosa, valamint a vezető görög doppingellenőr számolt be tanúként arról, hogy szerintük miként zajlott le az athéni ellenőrzés, aztán pedig szakértőket, továbbá Fazekas családtagjait faggatta a háromfős választott testület.
A védelem azt próbálta bizonyítani, hogy Fazekas a megalázó, az őt emberi méltóságában sértő bánásmódból következően nem tudott elegendő vizeletet produkálni. A háromfős lausanne-i testületbe az atléták egy osztrák szakembert jelöltek, rajta kívül a NOB és a CAS képviselője alkotta a grémiumot, amelynek a döntése kötelező érvényű a NOB-ra, a sportolókra s az érintett szövetségekre nézve egyaránt.
Az IAAF is fellebbezett a CAS-nál, mivel szerinte a magyar szövetség nem menthette volna fel a doppingellenőrzést háromszor megtagadó Annust és nem csökkenthette volna felére Fazekas eltiltását. Április elsején meghozta határozatát a CAS: elutasította a két nehézatléta fellebbezését.
Az indoklás szerint Annusnak a rendelkezésre álló bizonyítékok alapján semmilyen elfogadható indoka nem volt arra, hogy ne jelenjen meg a bucsui határállomáson, az utólagos doppingvizsgálaton, így kivonta magát a mintaadás alól, ezzel pedig vétett a NOB vonatkozó szabályzata ellen. Fazekas esetében a bírók megállapították, hogy szintén elfogadható indok nélkül adott elégtelen mintát az olimpián a diszkoszvetés döntőjét követően.
Annus és Fazekas egyformán indulatosan és csalódottan vette tudomásul a CAS döntését. "Ez a legrosszabb, amire számíthattunk. Igazából realista vagyok, de így is azt hittem, hogy a két perből legalább az egyiket megnyerjük. Úgy alakult ugyanis a tárgyalás" - mondta Fazekas.
"Az a vád, amivel illettek, megdőlt, de mivel mégsem adhatták vissza az aranyérmet, kerestek egy másikat, ami ellen már nem tudunk fellebbezni. El kell fogadnunk ezt az ítéletet, de ez egy gusztustalan játék" - fogalmazott Annus.
Eva Maria Barki úgy értékelte a döntést, hogy a határozat "erkölcsi rehabilitáció" a két versenyzőnek, mivel abban egy szó sincs arról - ellentétben a NOB athéni döntésével -, hogy Annus és Fazekas doppingolt volna. Az ügyvédnő azt is elmondta, hogy tudomása szerint az egész ügyet az a rajzzal és fényképpel illusztrált levél robbantotta ki, amelyet Annus győzelmének másnapján - Barki szerint - egy japán NOB-tag írt. Ebben az áll, hogy a magyar versenyzők egy wizzinator néven ismertté vált, a vizeletminta manipulálását célzó készüléket használnak doppingellenőrzésnél. (Annus kizárása után az eredetileg második japán Kodzsi Murofusi kapta meg az aranyérmet.)
Eva Maria Barki ügyvédnő Annussal és Fazekassal
A CAS határozata után a hazai testület is átírta saját döntését és a két versenyzőt két évre eltiltotta. Rábold Gusztáv MASZ-elnök elmondta, a két atléta büntetése 2004. szeptember 7-től számít, amikor felfüggesztették versenyzési engedélyüket. Rábold úgy nyilatkozott, három szempontot vettek figyelembe a határozatnál: a CAS döntését, amely elutasította a két versenyzőnek a Nemzetközi Olimpiai Bizottság elleni fellebbezését, az IAAF-nek a MASZ novemberi döntésével szemben a CAS-hoz benyújtott keresetét, valamint az IAAF április 5-ei levelét. Utóbbiban a nemzetközi szövetség kérte, hogy a MASZ az IAAF doppingszabályzatának megfelelően járjon el és a két atlétát két évre tiltsa el, ha az életbe lép, akkor az IAAF visszavonja a Sportdöntőbírósághoz benyújtott keresetét.
Fazekasék nem adták fel, a a svájci Legfelsőbb Bírósághoz is benyújtottak keresetet, és végső esetben a strasbourgi Európai Emberi Jogi Bírósághoz is elmentek volna. 2005 nyarán a két Vas megyei sportoló sajtótájékoztatón jelentette be, hogy folytatja a versenyzést, Annus elmondása szerint sokat jelentett nekik, hogy az országban járva azt tapasztalták, hogy a közvélemény túlnyomó része mellettünk állt. Ezzel azonban még nem volt vége a megpróbáltatásoknak, mivel a CAS határozata az elvesztett per költségeinek kifizetésére (Fazekasnak 20, Annusnak 15 ezer svájci frank) kötelezte 2006 január 30-ig a két sportolót, akik fizetési haladékot kértek.