1961년 5월 26일 판결에서, 재판소는 태국 정부의 첫 번째 선결적 항변을 기각했다. 그리고 캄보디아 정부에 의해 1959년 10월 6일자로 제출된 분쟁에 대해 관할권을 갖는다고 판결을 내렸다.
같은 날의 순서에 의해, 재판소는 향후 진행될 변론 일자에 대한 시간 일정을 설정하였다. 본 사건은 1962년 2월 2일, 최후 진술에 대한 재판 준비가 완료되었다.
공개 재판은 다음과 같은 일자에 열렸다. 1962년 3월 1-3일, 5일, 7-10일, 12-13일, 15-17일, 19-24일 그리고 26-31일. 공개 재판에서 재판소는 구두 진술을 들었고 이에 대해 캄보디아 정부 대표인 M. Truong Cang, Mr. Dean Acheson, M. Rogerpinto and M. Paul Reuter에게 답변하였다. 또한 태국 정부 대표인 Prince Vongsamahip Jayankura, Mr. Seni Pramoj, M. Henri Rolin, Sir Frank Soskice and Mr. James Nevins Hyde에게도 구두 진술 및 답변을 들었다.

1962년 3월 15일부터 20일에 개최된 공개 재판에서 재판소는 각 당사국에 의해 소환된 전문가 및 목격자들의 증언과 답변을 들었고, 그들은 당사국들을 대표하여 주어진 질문에 답하였다. 이하 증인의 명단이다.
캄보디아 정부에 의해,
前 Kompong Thom 주지사이자 캄보디아 내무부 정치행정국 조사관이었던 M. Suon Bonn이 목격자로 소환되었다.
태국 정부의 요청에 의해,
Aerial Survey, Delft, and Director of the Consulting Department of the Center의 학장인 Willem Schermerhorn 교수가 전문가로 소환되었고,
Aerial Survey, Delft, and Director of the Consulting Department of the Center의 교수이자 Dipl. Ing.인 Mr. Friedrich E. Ackermann이 목격자이자 전문가로,
The Geological Section of the International Training Center for Aerial Survey, Delft의 팀장이자 지형학자인 Mr. Herman Theodoor Verstappen이 전문가로 소환되었다.
1962년 3월 19일 진행된 공개 재판에서 재판소는 휴회하고 개인적으로 분쟁당사국들의 대표와 함께 다시 모여 캄보디아 측에서 제공한 분쟁지역에 대한 영상을 시청하였다. 영상이 상영되는 동안, 재판소장의 승인 하에 M. Suon Bonn은 사실부분과 관련된 간단한 보고를 하였다.
서면 심리 과정에서 당사국들은 다음과 같은 준비서면을 제출하였다.

캄보디아 정부를 대표하여,
재판 신청서 및 준비서면에서 다음과 같이 말한다.
“존경하는 재판관님, 태국이 재판에 출석을 하였든 안하였든,
(1) 태국은 황폐화된 Preah Vihear 사원에서 1954년 이후 주둔하고 있는 군대를 철수시킬 의무가 있고,
(2) 캄보디아는 Preah Vihear 사원에 대해 주권을 보유하고 있다고 선언하고 판결해주시기 바랍니다.”
답변서에서 다음과 같이 말했다.
“존경하는 재판관님.

Ⅰ.―특히, 필요하다면 태국 정부가 향후 제출할 준비서면을 기각하기 위한 근거로 태국 정부가 제출한 준비서면을 기각하여 기각해 주십시오.
Ⅱ.―청원서와 재판 절차 진행을 구성하는 진정서가 포함된 준비서면에 찬성하는 판결을 내려주십시오.

그리고 다음과 같이 판결해 주십시오.
“태국은 황폐화된 Preah Vihear 사원에서 1954년 이후 계속 주둔하는 군대를 철수시킬 의무가 있고, 캄보디아는 Preah Vihear 사원에 대해 주권을 보유하고 있다고 선언하고 판결해주시기 바랍니다.”

태국 정부를 대표하여,
“답변서에서 다음과 같이 주장했다.
(1) 태국정부는 준비서면 및 진정서에서 제기된 주장들은 지속될 수 없고 각하되어야 합니다.
(2) Phra Viharn은 태국의 영토입니다. 그리고 재판소가 이와 같이 판결을 내리길 진심으로 요청드립니다.”

구두 변론 기간 동안, 1962년 3월 13일 공개 재판이 끝날 무렵 태국 대표단은 재판정에게 목격자들 및 전문가들의 증언이 실시된 이후까지 태국 정부의 마지막 준비서면을 명확하게 하는 작업을 연기할 수 있도록 요청했다. 캄보디아 측 대표단은 이 문제에 대한 견해를 표현하도록 요청받았고, 그는 전적으로 재판정의 판결에 따르겠다고 선언하였다. 재판정은 심사숙고한 뒤 태국 측의 요청을 허가하였다. 그리고 이는 목격자들과 전문가들의 증언이 실시된 이후와 태국 정부의 최종 준비서면 제출 전에, 캄보디아 측이 증언을 듣고 자국의 준비서면을 수정, 제기할 수도 있다고 양해되었다.
구두 변론 기간 동안, 특히 이전의 판결 이후 당사국들이 제출한 준비서면은 다음과 같다.

캄보디아 정부를 대표하여,
A. 1962년 3월 5일 공개 재판에서 제출된 준비서면
“존경하는 재판관님,
1. DangRek 구역 내에 위치한 캄보디아와 태국 간의 국경은 인도차이나와 시암 간의 합동경계획정이 작성한 지도(캄보디아 준비서면 부속서 I)에 표시되어 있음을 선언해 주십시오.
2. Preah Vihear 사원은 캄보디아 왕국의 주권 하에 있는 영토 내에 위치해 있음을 선언해 주십시오.
3. 태국 정부는 캄보디아의 영토인 황폐화된 Preah Vihear 사원에서 1954년 이후 계속 주둔하는 군대를 철수시킬 의무가 있음을 선언하여 주십시오.
4. 1954년 이후로 태국 당국에 의해 철거된 고대 조각, 기둥, 기념비들의 파편들, 사암(沙巖)들과 고대 도자기류들은 캄보디아 왕국의 정부에게 반환되어야 함을 선언하여 주십시오.”
B. 1962년 3월 20일, 최종 준비서면
“존경하는 재판관님,
1. DangRek 구역의 지도(캄보디아 준비서면 부속서 I)는 1904년 2월 13일 조약에 의해 조직된 합동경계획정위원회가 주관하여 작성되었고, 그 지도는 동 위원회가 내린 결정을 설명하고 있으며, 위의 사실과 추후의 조약들, 그리고 당사국들의 행동으로 보아 이 지도는 조약의 성격을 띠고 있음을 선언하여 주십시오.
2. Preah Vihear 사원 옆의 분쟁 지역인 캄보디아와 태국 간 국경은 인도차이나와 시암 간의 경계 위원회 지도(캄보디아 준비서면 부속서 I)에 표시되어 있다는 점을 선언하여 주십시오.
3. Preah Vihear 사원은 캄보디아 왕국의 주권이 미치는 영토 내에 위치하고 있음을 선언하여 주십시오.
4. 태국은 캄보디아의 영토인 황폐화된 Preah Vihear 사원에서 1954년 이후 계속 주둔하는 군대를 철수시킬 의무가 있음을 선언하여 주십시오.
5. 1954년 이후로 태국 당국에 의해 철거된 고대 조각, 기둥, 기념비들의 파편들, 사암(沙巖)들과 고대 도자기류들은 캄보디아 왕국의 정부에게 반환되어야 함을 선언하여 주십시오.“

태국 정부를 대표하여,
A. 1962년 3월 20일 공개 재판에 제출된 준비서면
“캄보디아 정부가 1962년 3월 5일 제출한 준비서면과 관련하여 태국정부는 다음과 같은 준비서면을 재판정에 제출합니다.
1. 재판정은 캄보디아 정부 측이 3월 5일 월요일에 제출한 준비서면 중 1과 4번의 주장에 대해 받아들이지 말 것을 요청 드립니다. 왜냐하면 이 두 주장은 너무 늦게 제기되었고 캄보디아 정부가 본 절차를 구성하는 청원서 또는 서면에 의한 변론 과정 중에 재판정에 제출하려고 했던 주장에 포함되지 않았으며, 캄보디아 측이 동 측의 결론을 내릴 때 최초로 제기되었기 때문입니다. 따라서 재판정은 캄보디아의 주장들을 받아들일 수 없다고 주장하는 바입니다.
2. 한편,
앞서 최초로 언급된 주장에 대해 태국 정부는 다음과 같은 결론을 주장합니다.

(i) 부속서 I의 지도는 1904년 조약 또는 그 밖의 다른 것에 의해서든 아니든 당사국들을 구속하는 문서로 증명된 적이 없습니다.
(ii) 태국과 캄보디아는 실제로 부속서 I에 표시되어 있는 국경을 DangRek 지역에서의 양 국가 간의 국경으로 다룬 적이 없습니다.
(iii) 위와 같은 이유로, 부속서 I에 표시되어 있는 국경선은 DangRek 지역에서 양 국이 받아들이고 관찰한 기존의 국경선을 대체할 수 없습니다.
(iv) 따라서, 비록 재판정이 태국의 준비서면과 반대로 캄보디아 측이 언급한 주장 (I)을 받아들이는 것이 적절하다고 볼 지라도, 태국은 본안 심사에서 이러한 주장은 기각되어야 한다고 주장합니다.

3. 태국은 캄보디아 정부가 제기한 준비서면의 주장 2와 3에 대한 답변으로 다음과 같이 주장합니다.

(i) 많은 증거들은 모든 실질적인 시간동안 태국이 캄보디아를 사원 지역에서 축출하고 완전한 주권을 행사하였음을 보여줍니다. 한편, 만약 그 사실이 부정되고, 캄보디아가 어떤 의미에서든 해당 지역 내에서 행정적인 기능을 수행하였다면, 그러한 행위들은 산발적으로 일어났거나 결정적이지 않은 것들이며, 해당 지역 내에서 태국이 주권을 행사했다는 것을 부정하는 것은 이치에 맞지 않습니다.
(ii) 해당 지역 내의 분수령은 실질적으로 Phra Viharn 주위를 둘러싸고 있는 절벽과 일치하며, 1904 조약에 의해 설명된 해당 지경 내의 경계를 구성합니다.
(iii) 위에서 언급된 절벽과 해당 지역 내 지형이 나타내는 분수령이 정확하게 일치하지는 않는 정도까지, 그 차이는 최소화되고 무시되어야 합니다.
(iv) 해당 지역을 봤을 때, 태국으로부터 사원으로의 접근은 가능하지만, 밤면에 캄보디아에서 접근하려면 캄보디아 평원에서부터 높은 절벽으로 올라야 합니다.
(v) 묵인, 금반언 또는 시효인지 간에, 캄보디아 측 변호인의 주장을 정당화할 수 있는 근거가 없습니다.
(vi) 재판정은 캄보디아의 변론 또는 구두 변론의 그 어떤 주장에서도 주장하지 않았던 시효에 대해 인정해서는 안 됩니다.
(vii) 캄보디아의 증거는 캄보디아의 시효로 인한 권원을 지지하는 데 있어서 어떠한 경우에 있어서도 전적으로 부적합합니다.

따라서, 캄보디아의 두 번째, 세 번째 주장은 기각되어야 합니다.
4. 더욱이, 캄보디아의 네 번째 주장에 있어서, 비록 재판정이 받아들인다고 할지라도, 이 주장은 전적으로 증거들에 의해 뒷받침될 수 없으며, 따라서 캄보디아의 네 번째 주장은 지속될 수 없습니다.

B. 공개 재판 이후 1962년 3월 20일에 제출된 수정된 준비서면
“캄보디아 정부가 제출한 수정 준비서면에 기인하여, 태국 정부는 다음과 같이 재판정에 주장합니다.
Ⅰ. 수정 준비서면의 첫 번째 주장에 대해서
1. 재판정에 제출된 모든 증거들은, 캄보디아 준비서면의 부속서 1에 언급되어 있는 DangRek 구역 지도가 1904년 2월 13일 조약에 의거하여 설립된 합동경계획정위원회를 대표하여, 또는 그 이름으로 출판되거나 작성되지 않았다는 것을 보여줍니다.
2. 앞서 언급한 부속서 I을 준비한 프랑스 관리는 합동경계획정위원회의 결정에 대한 어떠한 공식적이거나 최종적인 해석을 제공할 권한이 없습니다. 더욱이 그 관리는 합동경계획정위원회가 그 지역에 대해 아무런 결정도 기록하지 않은 상황에서, 동 위원회의 의도를 해석할 권한이 없습니다.
3. Phra Viharn의 경계에 대해 합동경계획정위원회는 아무런 결정도 내리지 않았습니다. 만약 합동경계획정위원회가 그러한 결정에 도달했다면, 그것은 앞의 부속서 1을 올바르게 반영한 것이 아니라 Phra Viharn지역의 경계가 앞서 언급된 절벽과 일치한다는 결정일 것입니다.
4. 부속서 1에 대해 양자적 또는 관습적인 성격을 부여하는 당사국 간의 추후 조약이 없었습니다.
5. 당사국들의 행동은, 부속서 1에 대해 관습적인 성격을 부여하는 것과는 달리, 그들이 부속서 1에 나타난 DangRek의 경계를 국경으로 다루지 않았다는 것을 보여줍니다. 태국은 DangRek의 꼭대기에 위치한 모든 영토에 대한 확고한 소유권을 유지해 왔습니다. DangRek지역에 절벽이 있든지 없든지 간에, 그것은 1904년 조약 부속서 1에 의해 양 국 간의 국경으로 확립되어 왔습니다.
Ⅱ. 수정 준비서면의 두 번째 주장에 대해서
1. 재판정은 이 주장을 받아들이지 말 것을 요청합니다. 그 이유는 다음과 같습니다.

(i) ‘Phra Viharn 사원의 이웃에 위치한’ 지역이라는 주장은 캄보디아가 서면 변론 및 청원서에서 주장했던 내용의 연장선상입니다.
(ii) 그 주장의 용어는 매우 모호해서 재판정이나 태국 정부가 영토의 경계가 어디인지 인식하기 매우 힘들게 합니다.

2. 이에 대한 반론으로, 태국 정부가 제출했던 1962년 3월 20일 준비서면의 세 번째 단락을 거듭 주장합니다.
Ⅲ. 수정된 준비서면의 세 번째, 네 번째 주장에 대해서
태국 정부는 1962년 3월 20일에 재판정 앞으로 제출한 준비서면의 세 번째 단락을 다시 한 번 주장하는 바입니다.
Ⅳ. 수정된 준비서면의 다섯 번째 주장에 대해서
1. 재판정은 이 주장을 받아들이지 말 것을 요청드립니다. 왜냐하면 이 주장은 캄보디아가 서면 변론 및 청원서에서 주장했던 내용의 연장선상입니다.
2. 이에 대한 대안으로, 수정된 준비서면의 첫 번째, 두 번째, 세 번째 주장에 대한 기각은 본 다섯 번째 주장의 기각을 포함해야 합니다.
3. 이에 대한 대안으로, 이 주장은 1954년 이래로 태국 당국에 의해 수거된, 재판정 앞에 제출된 증거에 의해 구체화되는 대상에 한해 제한되어야 합니다.