历史性权利和“九段线”：仲裁庭认为，它对当事双方涉及南海的历史性权利和海洋权利渊源的争端具有管辖权。在实体问题上，仲裁庭认为，《公约》对海洋区域的权利作了全面的分配，考虑了对资源的既存权利的保护，但并未将其纳入条约。因此，仲裁庭得出结论，即使中国曾在某种程度上对南海水域的资源享有历史性权利，这些权利也已经在与《公约》关于专属经济区的规定不一致的范围内归于消灭。仲裁庭同时指出，尽管历史上中国以及其他国家的航海者和渔民利用了南海的岛屿，但并无证据显示历史上中国对该水域或其资源拥有排他性的控制权。仲裁庭认为，中国对“九段线”内海洋区域的资源主张历史性权利没有法律依据。 <!--more-->
岛礁的地位：仲裁庭接下来审议了海洋区域的权利和岛礁的地位。仲裁庭首先评估了中国主张的某些礁石在高潮时是否高于水面。高潮时高于水面的岛礁能够产生至少 12 海里的领海，而高潮时没入水中的岛礁则不能。仲裁庭注意到，这些礁石已经被填海和建设活动所严重改变，重申《公约》基于岛礁的自然状态对其进行归类,并依据历史资料对这些岛礁进行评估。然后，仲裁庭考虑了中国主张的任一岛礁能否产生超过 12 海里的海洋区域。根据《公约》，岛屿能够产生 200 海里的专属经济区和大陆架，但是“不能维持人类居住或其本身的经济生活的岩礁，不应有专属经济区或大陆架”。仲裁庭认为，这项规定取决于一个岛礁在自然状态下，维持一个稳定的人类社群或者不依赖于外来资源或纯采掘业的经济活动的客观承载力。仲裁庭注意到，现在很多岛礁上驻扎的政府人员依赖于外来的支持，不能反映这些岛礁的承载力。仲裁庭认为历史证据更具有相关性，并注意到历史上小规模的渔民曾经利用南沙群岛，且有若干在其上建立日本渔业和肥料开采企业的尝试。仲裁庭认定，这种短暂的利用并不构成稳定的人类社群的定居，且历史上所有的经济活动都是纯采掘性的。据此，仲裁庭得出结论，认为南沙群岛无一能够产生延伸的海洋区域。仲裁庭还认为南沙群岛不能够作为一个整体共同产生海洋区域。在认定中国主张的岛礁无一能够产生专属经济区之后，仲裁庭认为它可以在不划分边界的情况下裁定某些海洋区域位于菲律宾的专属经济区内，因为这些区域与中国任何可能的权利并不重叠。
中国行为的合法性：仲裁庭接下来审议了中国在南海行为的合法性。在认定特定区域位于菲律宾的专属经济区的基础上，仲裁庭裁定中国的以下行为违法了菲律宾在其专属经济区享有的主权权利：（a）妨碍菲律宾的捕鱼和石油开采；（b）建设人工岛屿；（c）未阻止中国渔民在该区域的捕鱼活动。仲裁庭还认为，菲律宾渔民（如中国渔民一样）在黄岩岛有传统的渔业权利，而中国限制其进入该区域从而妨碍了这些权利的行使。仲裁庭进一步认为，中国执法船对菲律宾船只进行拦截的行为非法地造成了严重的碰撞危险。
对海洋环境的损害:仲裁庭考虑了中国近期在南沙群岛七个岛礁上的大规模填海和人工岛屿建设对海洋环境的影响，查明中国对珊瑚礁环境造成了严重损害，违反了其保全和保护脆弱的生态系统以及衰竭、受威胁或有灭绝危险的物种的生存环境的义务。仲裁庭还查明，中国官方对中国渔民在南海（使用对珊瑚礁环境造成严重损害的方法）大量捕捞有灭绝危险的海龟，珊瑚及大砗磲的行为知情，却未履行其阻止此类活动的义务。
争端的加剧：最后，仲裁庭审议了中国自本仲裁启动之后的行为是否加剧了当事双方之间的争端。仲裁庭裁定，它对菲律宾海军与中国海军和执法船只在仁爱礁的对峙可能造成的后果没有管辖权进行审议，因为此项争端涉及军事活动，因此为强制争端解决所排除。但是，仲裁庭认为，中国近期大规模的填海和建设人工岛屿的活动不符合缔约国在争端解决程序中的义务，因为中国对海洋环境造成了不可恢复的损害，在菲律宾专属经济区内建设大规模的人工岛屿，并破坏了构成双方部分争端的南海岛礁自然状态的证据