År 2013 greps Harris inom ramen för Operation Yewtree, som inrättades för att utreda klagomål om sexuella övergrepp från tv-personligheten och pedofilen Jimmy Savile, som dog den 29 oktober 2011. Harris förekom i reklam för British Paints som är ett australiskt färgmärke. Han förekommer inte längre i dessa annonser.
Senare samma år anklagades Harris för tolv fall av oanständiga övergrepp på flickor i åldrarna 7-19 år under 1960- och 1980-talen. Efter att hans dator beslagtagits av polisen åtalades han också för fyra fall av oanständiga bilder på ett barn under 2012. Harris förhördes och varnades av polisen i november 2012. Hans rättegång skulle ha börjat i London den 30 april 2014 men sköts upp till den 6 maj 2014. Han säger att han är oskyldig och förnekar alla brott. Han har också vägrat att tala med media och hans försvarsadvokat har sagt att han kommer att erkänna sig oskyldig till alla anklagelser. I väntan på rättegången den 15 januari 2014, när han dök upp i en domstol i London tillsammans med sin familj, sina supportrar och sina säkerhetsvakter, beslutades att Harris skulle släppas mot borgen för att stanna hemma hos sin fru tills rättegången börjar. Han fick inte komma i närheten av någon under 18 år eller kontakta något av vittnena. Han förnekade alla brott. Harris rättegång inleddes vid Southwark Crown Court den 6 maj 2014. Vid rättegången avslöjades att Harris var en "Jekyll och Hyde"-karaktär, vars enorma talang och offentliga generositet mot barn och djur dolde en mörkare sida - han var sexuellt attraherad av unga flickor. Den 19 juni 2014 drog sig juryn i Rolf Harris-rättegången tillbaka för att ta ställning till sin dom. Den 30 juni 2014 befanns Harris skyldig till alla 12 åtalspunkterna för oanständigt övergrepp, vilket gjorde honom till den andra personen som dömdes inom ramen för Operation Yewtree efter Max Clifford. Den 4 juli 2014 dömdes Harris till fem år och nio månaders fängelse och sitter för närvarande inspärrad på HM Prison Wandsworth och senare kommer han att överföras till HM Prison Littlehey. Straffet hänvisades senare till justitieministern för England och Wales Dominic Grieve efter klagomål om att det var för milt. Den 30 juli 2014 meddelade den nye justitieministern, Jeremy Wright, att han inte skulle hänskjuta domen till appellationsdomstolen för omprövning "eftersom han inte trodde att de skulle finna den onödigt mild och höja den". Den dömande domaren var bunden av det maximala straff som gällde vid tidpunkten för brottet".
Harris blev fråntagen sitt BAFTA Academy Fellowship Award efter sin fällande dom. Alison Pink (numera Steven George efter att ha bytt könstillhörighet), som säger att han misshandlades av Jimmy Savile medan en kvinna sa att han (då hon) en gång bevittnade Rolf Harris som besökte Broadmoor Hospital tillsammans med Savile och att de dök upp på en kvinnoavdelning precis när patienterna förberedde sig för att klä av sig i korridoren.
När Harris dömdes röstade hans hemstad Bassendean i Perth för att hans konstverk skulle avlägsnas från rådssalen och att han skulle fråntas sin status som stadens friherre. Utbildningsdepartementet i Västaustralien bekräftade att Perth Modern School kommer att ta bort alla konstverk av Rolf Harris efter hans brottmålsdom.
Harris fördes till Bullingdon-fängelset i Oxfordshire, men fördes senare till HM Prison Stafford i Stafford, Staffordshire, efter att ha blivit måltavla och spottad på av medfångar.
Den 1 augusti 2014 ansökte Harris om att överklaga sin dom för oanständigt våld och hans advokater ansökte om tillstånd hos appellationsdomstolen, men den 1 november 2014 förlorade Harris sin första omgång av överklagandetillstånd. Den 1 december 2014 släppte Harris sin ansökan om att överklaga domen, vilket innebär att han kommer att tillbringa de kommande två och ett halvt åren i fängelse, och den kommande hälften kommer att vara en icke frihetsberövande åtgärd.
År 2012 blev han utnämnd till Officer of the Order of Australia (AO), men den 23 februari 2015 upphävdes utnämningen av Australiens generalguvernör.
År 2006 utnämndes Harris till Commander of the Order of the British Empire (CBE). Den 4 mars 2015 togs den bort av drottningen.
Harris avtjänade sitt straff på HM Prison Stafford. Han släpptes den 19 maj 2017 efter att ha avtjänat tre år av sitt straff på fem år och nio månader.
