ในปี พ.ศ. 2558 นายธาริตถูกคณะกรรมการป้องกันและปราบปรามการทุจริตแห่งชาติ สั่งอายัดทรัพย์ จำนวน 90,260,687 บาท[24]มีการแจ้งข้อกล่าวหาเขาในเดือนพฤศจิกายน พ.ศ. 2558[25] นอกจากนั้นยังมีคดีความอีก 26 คดี[26]ส่วนใหญ่เป็นคดีอาญาฐาน หมิ่นประมาท และละเว้นการปฏิบัติหน้าที่

ในปี พ.ศ. 2559 นายปรีชา เลิศกมลมาศ กรรมการคณะกรรมการป้องกันและปราบปรามการทุจริตแห่งชาติ ในฐานะประธานอนุกรรมการไต่สวนคดีกล่าวหาว่านายธาริตร่ำรวยผิดปกติ พร้อมด้วยนายวรวิทย์ สุขบุญ รองเลขาธิการ ป.ป.ช. ร่วมกันแถลงมติที่ประชุม ป.ป.ช. ชุดใหญ่ ที่มีมติเป็นเอกฉันท์ 7:0 ชี้มูลความผิดนายธาริตในคดีดังกล่าว พร้อมส่งสำนวนต่ออัยการสูงสุดให้ยื่นต่อศาลที่มีเขตอำนาจให้พิพากษาให้ทรัพย์สินของนายธาริต คู่สมรส และผู้เกี่ยวข้อง จำนวนกว่า 346,652,588 บาท ตกเป็นของแผ่นดิน[27]คณะกรรมการป้องกันและปราบปรามการทุจริตแห่งชาติมีมติว่า สมควรลงโทษ นายธาริต โดยการ ลงโทษไล่ออกจากราชการ[28]

ในวันที่ 2 มีนาคม พ.ศ. 2560 ศาลอุทธรณ์ มีคำสั่งจำคุก 2 ปี นาย ธาริต แต่ลดโทษเป็นรอลงอาญา 2 ปี[29]กรณี ย้าย พ.อ.ปิยะวัฒน์ กิ่งเกตุ โดยมิชอบ

ในวันที่ 9 มิถุนายน พ.ศ. 2560 ศาลฎีกาได้มีคำสั่งศาลฎีกา คดีหมายเลขดำ อ.310/2556 ให้รับฟ้องกรณี นาย อภิสิทธิ์ เวชชาชีวะ และนาย สุเทพ เทือกสุบรรณ ฟ้อง นายธาริต ว่าฟ้องร้องเขาโดยไม่สุจริต เจตนากลั่นแกล้ง[30] ในวันที่ 28 มิถุนายน พ.ศ. 2560 ศาลมีคำสั่งรับฟ้องคดีหมายเลขดำ อ.812/2559 ที่นายวัชระ เพชรทอง อดีต ส.ส.พรรคประชาธิปัตย์ เป็นโจทก์ ยื่นฟ้องนายเรืองไกร ลีกิจวัฒนะ สมาชิกพรรคเพื่อไทย และอดีต ส.ว. กับนายธาริต เพ็งดิษฐ์ อดีตอธิบดีกรมสอบสวนคดีพิเศษ (ดีเอสไอ) เป็นจำเลยที่ 1-2 ในความผิดฐานแจ้งความเท็จ ให้พนักงานจดแจ้งข้อความอันเป็นเท็จ และหมิ่นประมาท

ในวันที่ 14 ธันวาคม พ.ศ. 2561 นาย ธาริต เพ็งดิษฐ์ จำคุกที่เรือนจำพิเศษกรุงเทพ ในคดี อ.495/2556[31]