檢方起訴指出，洪男自稱在學校被老師霸凌，開始對家庭、求學不滿，想要藉殺人「讓全國民眾看到自己」。5月19日，洪男帶著事先買好的1把菜刀、2把水果刀，從南部搭車到台中，投宿在西屯區1家汽車旅館，原本5月20日就要下手，後來考量當天總統就職怕新聞被蓋過，刻意選在21日北捷鄭捷殺人案10周年當天動手。
洪男入住汽車旅館時，還特別去麥當勞買麥脆雞，外表用衛生紙包好練習砍剁，「以熟悉刀子砍殺人體的手法、感覺」。5月21日，洪男在台中捷運水安宮站上車後，以1把菜刀及2把水果刀隨機砍傷車上乘客呂姓少年及「長髮哥」許瑞顯，許男負傷奮勇與其他乘客合力搶下洪嫌刀械並加以制伏。台中地檢署依殺人未遂、恐嚇公眾等罪嫌將洪起訴。
台中地院審理期間，洪男聲稱因被導師指責「沒有用」，才導致整個人黑化，「從天使變成惡魔」，想宣洩自己的情緒，犯案前吞了84顆安眠藥，砍完後整個人昏迷，覺得「這個地獄終於結束了」。他在法庭上還一度泣不成聲，說對不起父母，直言自己「不是個好東西」，也當庭起身向長髮哥許瑞顯鞠躬致歉。
洪男堅稱自己「真的不是要殺人」，還說他學的是護理，使命是救人不是傷人，他對不起被害人、父母，願意承受後果，並自曝曾在看守所內吞電池尋短獲救。辯護人則主張洪男行為時有精神障礙或其他心智缺陷，請求送精神鑑定。
公訴檢察官認為，洪男朝乘客頭頸部的要害砍殺，還撿取掉落地上的水果刀要繼續刺，殺人故意甚明，又以自我毀滅為由企圖和乘客玉石俱焚，釀社會恐慌，建請法院從重量刑。
