Le tribunal arbitral tranche le litige conformément aux règles de droit. Les parties peuvent aussi donner la mission aux arbitres de statuer comme amiables compositeurs, c'est-à-dire de statuer en équité. Par exemple, l'arbitre peut accorder au créancier seulement une partie de la somme prévue par le contrat.
Le tribunal arbitral rend une décision, appelée sentence arbitrale. Elle est rendue à la majorité des voix et signée par tous les arbitres. Si une minorité d'entre eux refuse de la signer, la sentence en fait mention mais elle produit le même effet que si elle avait été signée par tous les arbitres.
Dès qu'elle est rendue, la sentence arbitrale a l'autorité de la chose jugée : elle s'impose aux parties et met fin au litige.
Si elle n'est pas exécutée de façon volontaire, il faut recourir à l'exécution forcée de celle-ci. Pour y parvenir, il faut demander une ordonnance d'exequatur au tribunal judiciaire du lieu dans lequel la sentence arbitrale a été rendue. Il faut alors adresser une requête au greffe avec l'original de la sentence et un exemplaire de la convention d'arbitrage.