Im Anschluss an die Vernehmung des Angeklagten erfolgt die Beweisaufnahme. Dem Gericht werden dabei alle bedeutsamen Tatsachen und Beweismittel, die der Wahrheitsfindung dienen und die für die gerichtliche Entscheidung von erheblicher Bedeutung sind, mündlich und unmittelbar vorgestellt, weil sie andernfalls nicht in das Urteil einfließen dürfen. Es gilt der Grundsatz der Unmittelbarkeit der Beweisaufnahme, das heißt, dass die Beweisaufnahme grundsätzlich vor dem zuständigen Gericht durchzuführen ist und dass die Beweismittel nicht einfach durch Ersatzbeweise ausgetauscht werden dürfen.
Grundsätzlich gilt, dass in der Hauptverhandlung alle entscheidungsrelevanten Beweismittel, seien es Sachverständigenbeweise, Urkundsbeweise, Personalbeweise wie beispielsweise Zeugenaussagen oder Augenscheinzeugenaussagen aus dem Ermittlungsverfahren noch einmal aufgegriffen und vorgetragen werden müssen.
Allerdings gibt es auch gesetzliche Ausnahmen von der persönlichen Vernehmung, so kann man zum Beispiel ein Protokoll verlesen, um so das Gedächtnis desjenigen, der vernommen wird, zu unterstützen. Auch kann man richterliche Geständnisprotokolle in einer Gerichtsverhandlung verlesen oder verlesen lassen. Des Weiteren kann man ebenfalls Ton- oder Bildaufzeichnungen einer Zeugenvernehmung vorführen um dadurch zu sehen wie die Reaktion des Angeklagten darauf ist und wie er sich dazu äußert bzw. ob er sich überhaupt äußert oder von seinem Recht zu Schweigen Gebrauch macht. Außerdem kann man auch Gutachten öffentlicher Behörden oder allgemein vereidigter Sachverständiger sowie ärztliche Atteste in einer Verhandlung verlesen.
Die Beweisaufnahme erfolgt stets durch den vorsitzenden Richter, das bedeutet dass er selbst die Vernehmung der Sachverständigen und der Zeugen durchführt. Den beisitzenden Richtern, dem Staatsanwalt, dem Verteidiger und den anwesenden Schöffen steht allerdings das Recht zu, den Angeklagten zu befragen. Der Richter hat jedoch auch das Recht, die Einmischung anderer Verfahrensteilnehmer in die durch ihn stattfindende Vernehmung des Angeklagten erst einmal zurückzuweisen.
Die Prozessbeteiligten haben des Weiteren die Möglichkeit, Einfluss auf die Beweisaufnahme zu nehmen. Dies können sie dadurch tun, dass sie einen Beweisantrag stellen. Ein Beweisantrag ist das Begehren eines Prozessbeteiligten auf eine Beweiserhebung unter bestimmter Angabe der zu beweisenden Tatsache und des zu verwendenden Beweismittels. Es ist wichtig, dass hier zunächst ein Antrag auf Beweiserhebung gestellt wird. In diesem muss eine Tatsachenbehauptung aufgestellt werden. Des Weiteren ist das Beweismittel anzugeben und zwar so, dass es vom Gericht identifiziert werden kann. Jedoch kann ein Beweisantrag auch abgelehnt werden, wenn ein Ablehnungsgrund vorliegt. Diese Ablehnung bedarf eines Gerichtsbeschlusses.