Također je dogovoreno¹ da ako se u roku od dvije godine ne postigne sporazum o granici na moru, svaka strana može pred Međunarodnim sudom Ujedinjenih naroda zatražiti utvrđenje granice. Između 1998. i 2004. godine održane se 24 runde pregovora o granici na Crnom moru, međutim sporazum se nije postigao. Kako bi izbjegla beskonačne razgovore koji očito ničemu ne vode, Rumunjska je tako, postupajući prema Sporazumu, iznijela slučaj pred Međunarodni sud sa zahtjevom da sud pokrene postupak razgraničenja epikontinentalnog pojasa i isključivog gospodarskog pojasa dvije države u Crnom moru te za tu svrhu uspostavi jedinstvenu morsku granicu. Iza pitanja razgraničenja na moru stajala je činjenica da su ispod Crnog mora otkrivene goleme količine nafte i prirodnog plina. Velike naftne kompanije (BP i Royal Dutch s Ukrajinom, a Total s Rumunjskom) potpisale su ugovore s ove dvije zemlje s ciljem dobivanja koncesija za korištenje tih zaliha. Okosnica razgraničenja odnosila se na Zmijski otok. Ako bi se on smatrao otokom, onda bi epikontinentalni pojas oko njega ulazio u Ukrajinske vode. Ako bi se, pak, smatrao otočićem, u skladu s međunarodnim pravom, pri određivanju morske granice ne bi bio uzet u obzir. Rumunjska je tvrdila kako je Ukrajina Zmijski otok počela razvijati da bi potvrdila kako je riječ o otoku, a ne otočiću. Štoviše, 2007. godine, izgradila je naselje u tu svrhu.

Nakon što je utvrdio svoju nadležnost, Međunarodni sud je prvo utvrdio postojeće morsko razgraničenje između ugovornih strana, koje ga je odvelo do 1949. godine kad je Rumunjska sa SSSR-om utvrdila granicu koja prati luk od 12 milja oko Zmijskog otoka bez specificiranja krajnje točke. Nakon toga se pristupilo ispitivanju pitanja koje se odnosi na obale s obzirom na to da one mogu imati dvostruku ulogu u pitanju razgraničenja epikontinentalnog pojasa od isključivog gospodarskog pojasa, zatim na morsko područje s obzirom na to da se tvrdnje obiju strana oko tog pitanja preklapaju. Odredivši metodologiju razgraničenja, Sud je utvrdio „da se sva područja koja podliježu razgraničenju u ovom slučaju nalaze isključivo u gospodarskom pojasu i epikontinentalnom području generiranom obalama stranaka i štoviše, nalaze se unutar 200 nautičkih milja od ukrajinskog kopna“. Također je utvrdio da se Zmijski otok od ukrajinskog kopna nalazi 20 milja prema istoku u području delte Dunava. Uz to je utvrdio da sama Ukrajina, iako je tvrdila da Zmijski otok potpada pod članak 121. Međunarodne konvencije o pravu mora, nije proširila svoje relevantno područje izvan granice koju stvara kopnena obala kao posljedicu prisutnosti Zmijskog otoka u zoni razgraničenja. Zbog navedenog, Sud je zaključio da prisutnost Zmijskog otoka ne zahtijeva prilagodbu privremene crte ekvidistance te je, podsjetivši ugovorne strane da su same odredile teritorijalno more od 12 milja oko Zmijskog otoka, utvrdio da Zmijski otok nema nikakvog učinka na razgraničenje u konkretnom slučaju od onoga koji proizlazi iz 12-miljskog luka njegova teritorijalnog mora. Sud je primijenio test neproporcionalnosti, smatravši, kao što je pokazala njegova sudska praksa, da može povremeno odlučiti ne uzeti u obzir vrlo male otoke ili odlučiti da im ne da njihovo puno potencijalno pravo na morske zone, ako bi takav pristup imao nerazmjeran učinak na crtu razgraničenja koja se razmatra². U tom smjeru, odredio je crtu razgraničenja prema kojoj je Rumunjska dobila oko 80% spornog područja što joj je omogućilo eksploataciju značajnih količina nafte i plina u Crnom moru. Obje strane su presudu smatrale pravednom, a Rumunji su je označili kao veliki rumunjski uspjeh.