Die Stadt ist Sitz des Amtsgerichts Heilbronn und des Landgerichts Heilbronn, die beide zum Oberlandesgerichtsbezirk Stuttgart gehören. Ferner gibt es das Arbeitsgericht Heilbronn (mit Kammern in Crailsheim) und das Sozialgericht Heilbronn, dessen Gerichtsbezirk den Stadtkreis Heilbronn, die Landkreise Heilbronn, Ludwigsburg und Schwäbisch Hall sowie den Hohenlohekreis und den Main-Tauber-Kreis umfasst. Die Justizvollzugsanstalt Heilbronn, das Heilbronner Gefängnis, befindet sich in 1867 bis 1870 errichteten Gebäuden auf einem 3,5 Hektar großen Gelände am Rande der Innenstadt. Außerdem gibt es eine Außenstelle der Justizvollzugsanstalt in Talheim, die Staatsdomäne Hohrainhof, wo im offenen Vollzug neben Ackerbau und Viehzucht Weinbau betrieben wird. Das Heilbronner Gefängnis war 2012 mit durchschnittlich knapp über 280 Gefangenen belegt.