人民法院在受理当事人提出的撤销仲裁裁决的申请后，必须组成合议庭对当事人的申请及仲裁裁决进行审查。经审查，人民法院可以根据不同的情况作出不同的处理。
（一）撤销仲裁裁决
人民法院受理当事人提出的撤销仲裁裁决的申请后，经审查核实，认定当事人提出申请所依据的理由成立，即应当在2个月内裁定撤销该仲裁裁决。根据最高人民法院《关于我国仲裁机构作出的仲裁裁决能否部分撤销问题的批复》，我国仲裁机构作出的仲裁裁决，如果裁决事项超出当事人仲裁协议约定的范围，或者不属于当事人申请仲裁的事项，并且上述事项与仲裁机构作出裁决的事项是可分的，人民法院可以基于当事人的申请，在查清事实后裁定撤销该超裁部分。对于人民法院依法作出的撤销仲裁裁决的裁定，当事人不能上诉。
仲裁裁决被人民法院依法撤销后，当事人之间的纠纷并未解决，当事人可以重新寻求解决纠纷的方法。由于原来的仲裁协议或者本身并不存在，或者无效，或者因已经据此作出裁决，完成了其应有的程序而致失效，当事人要想再通过仲裁方式解决其纠纷，必须重新签订仲裁协议，根据重新签订的仲裁协议再申请仲裁。如果当事人不能重新达成仲裁协议，或者根本就不想再采用仲裁方式解决纠纷，任何一方当事人均可向有管辖权的人民法院提起诉讼。
（二）驳回撤销仲裁裁决的申请
人民法院经过审查未发现仲裁裁决具有法定可被撤销的理由的，应在受理撤销仲裁裁决申请之日起2个月内作出驳回申请的裁定。对人民法院依法作出的驳回当事人申请的裁定，当事人无权上诉。
撤销仲裁裁决的申请被驳回后，双方当事人必须按照仲裁裁决所确定的权利义务自动履行。如果不自动履行仲裁裁决，权利方当事人可以向法院申请强制执行。
（三）通知仲裁庭重新仲裁
根据《仲裁法》的规定，人民法院受理当事人撤销仲裁裁决的申请后，如果认为可以由仲裁庭重新仲裁的，可以通知仲裁庭在一定期限内重新仲裁，并裁定中止撤销程序。仲裁庭拒绝重新仲裁的，人民法院应当裁定恢复撤销程序。
重新仲裁是法院认为仲裁裁决的珊疵可以通过仲裁庭重新仲裁的方式给予补救时，给予仲裁庭自我弥补程序缺陷，从而保持仲裁裁决效力的一种程序。对重新仲裁应当注意两点：第一，根据仲裁法有关规定的精神，重新仲裁无需另组仲裁庭，因为仲裁庭的组成方式和仲裁员本身就是由当事人直接选定或委托指定的，体现了当事人的自由意志。由原仲裁庭重新仲裁，既尊重了当事人的意愿，也给仲裁庭一个自我纠正错误的机会，从而有利于仲裁庭作出公正裁决。第二，对法院重新仲裁的通知，是否采纳，由仲裁庭决定。仲裁庭既可以决定重新仲裁，也可以拒绝重新仲裁。仲裁庭拒绝重新仲裁的，人民法院应当裁定恢复撤销程序，进而决定是否撤销仲裁裁决。