Proces
Od 13 stycznia 1431 roku przed biskupem i jego asesorami odczytano zeznania złożone w Lotaryngii i w innych miejscach, które miały stanowić podstawę do przesłuchania Joanny. Wezwana do stawienia się przed swoimi sędziami 21 lutego, Joanna poprosiła o pozwolenie na wcześniejsze uczestnictwo we mszy, ale odmówiono jej ze względu na ciężar zarzucanych jej przestępstw, w tym próbę samobójstwa przez wskoczenie do fosy. Kazano jej przysiąc, że będzie mówić prawdę i tak też uczyniła, ale zawsze odmawiała ujawnienia tego, co powiedziała Karolowi. Cauchon zabronił jej opuszczania więzienia, ale Joanna upierała się, że jest moralnie wolna i może próbować ucieczki. Strażnicy zostali wyznaczeni, aby zawsze pozostawali z nią w celi, a ona sama została przykuta do drewnianego bloku i czasami zakuta w żelazo. Między 21 lutego a 24 marca była przesłuchiwana prawie kilkanaście razy. Za każdym razem musiała na nowo przysięgać, że będzie mówiła prawdę, ale zawsze dawała do zrozumienia, że nie musi wszystkiego wyjawić swoim sędziom, ponieważ, choć prawie wszyscy byli Francuzami, byli wrogami króla Karola. Raport z tego wstępnego przesłuchania został jej odczytany 24 marca i poza dwoma punktami przyznała się do jego prawdziwości.
Gdy dzień później rozpoczął się właściwy proces, Joanna potrzebowała dwóch dni, aby odpowiedzieć na 70 zarzutów, które zostały przeciwko niej sformułowane. Opierały się one głównie na twierdzeniu, że jej zachowanie było przejawem bluźnierczej zarozumiałości: w szczególności, że domagała się dla swoich wypowiedzi autorytetu boskiego objawienia; przepowiadała przyszłość; podpisywała swoje listy imionami Jezusa i Marii, utożsamiając się w ten sposób z nowatorskim i podejrzanym kultem Imienia Jezus; wyznawała, że jest pewna zbawienia; i nosiła męskie ubrania. Być może najpoważniejszym zarzutem było to, że wolała to, co uważała za bezpośrednie polecenia Boga, od poleceń kościoła.
31 marca została ponownie przesłuchana w kilku kwestiach, co do których się uchylała, zwłaszcza w sprawie jej uległości wobec kościoła. W jej sytuacji posłuszeństwo wobec sądu, który ją sądził, nieuchronnie stawało się sprawdzianem takiej uległości. Zrobiła wszystko, aby uniknąć tej pułapki, mówiąc, że dobrze wie, że Kościół walczący nie może błądzić, ale to przed Bogiem i świętymi odpowiada za swoje słowa i czyny. Proces toczył się dalej, a 70 zarzutów zredukowano do 12, które zostały przesłane do rozważenia wielu wybitnym teologom zarówno w Rouen, jak i w Paryżu.
W międzyczasie Joanna zachorowała w więzieniu i była pod opieką dwóch lekarzy. 18 kwietnia odwiedził ją Cauchon i jego asystenci, którzy wezwali ją do podporządkowania się Kościołowi. Joanna, która była ciężko chora i myślała, że umiera, błagała, aby pozwolono jej przystąpić do spowiedzi i przyjąć Komunię Świętą oraz aby mogła być pochowana w poświęconej ziemi. Nie przestawali jej dręczyć, otrzymując tylko jej stałą odpowiedź: „Polegam na naszym Panu, trzymam się tego, co już powiedziałam”. W dniu 9 maja stali się bardziej natarczywi, grożąc jej torturami, jeśli nie wyjaśni pewnych kwestii. Ona odpowiedziała, że nawet gdyby ją torturowali na śmierć, to nie odpowiedziałaby inaczej, dodając, że w każdym razie później utrzymywałaby, że jakiekolwiek oświadczenie, które by złożyła, zostało wymuszone od niej siłą. W świetle tego zdroworozsądkowego hartu ducha jej przesłuchujący, większością 10 do 3 głosów, zdecydowali, że tortury będą bezużyteczne. Joanna została poinformowana 23 maja o decyzji Uniwersytetu Paryskiego, że jeśli będzie trwała w swoich błędach, zostanie przekazana władzom świeckim; tylko one, a nie Kościół, mogą wykonać wyrok śmierci na skazanej heretyczce.