Jako jeden z ośmiu byłych esesmanów zasiadł na ławie oskarżonych w procesie załogi Bełżca. W sierpniu 1963 roku zachodnioniemiecka prokuratura postawiła mu zarzut pomocnictwa w zamordowaniu co najmniej 360 tys. Żydów. W czasie śledztwa utrzymywał, że proces eksterminacji był realizowany zasadniczo rękoma żydowskich więźniów, których pozostawiono przy życiu, aby pracowali w obozowych komandach roboczych. Podobnie jak pozostali oskarżeni nie zaprzeczał swojemu udziałowi w Zagładzie, twierdził natomiast, że działał pod przymusem, nie mając możliwości sprzeciwienia się rozkazom przełożonych lub uzyskania przeniesienia z Bełżca. Argumenty te zostały zaakceptowane przez sąd krajowy w Monachium, który postanowieniem z 30 stycznia 1964 roku umorzył postępowanie przeciwko Unverhauowi i sześciu innym oskarżonym.
Niedługo później ponownie stanął przed sądem, tym razem jako oskarżony w procesie załogi Sobiboru. Został aresztowany w marcu 1964 roku. Akt oskarżenia przeciwko niemu i jedenastu innym esesmanom został wniesiony trzy miesiące później. Postawiono mu zarzut współudziału zamordowaniu co najmniej 72 tys. Żydów. Przyjął tę samą linię obrony, co w przypadku procesu załogi Bełżca, utrzymując, że działał pod przymusem.