Was der Sonderermittler Mueller mit seinem Bericht nicht in Gang setzen konnte, folgte dann mit einiger Verspätung im Dezember 2019. Das Verfahren zur Amtsenthebung („Impeachment“) basierte dann nicht auf den Vorwürfen der Kooperation mit Russland zur Wahlbeeinflussung oder der Behinderung der Justiz, um die es im Mueller-Report gegangen war, sondern auf dem Vorwurf des Amtsmissbrauchs und der Behinderung der Arbeit des Kongresses („Contempt of Congress“).
Auslöser des Verfahrens war der Bericht eines Whistleblowers. Dieser war Zeuge eines Telefonats am 25. Juli 2019 zwischen Trump und dem ukrainischen Präsidenten Wolodymyr Selenskyj geworden, in dem Trump von seinem Gesprächspartner verlangte, Ermittlungen gegen Joe Biden und dessen Sohn Hunter einzuleiten. Hunter Biden war im April 2014 zu einem der Direktoren des ukrainischen Energiekonzerns Burisma Holdings berufen worden, während Joe Biden als damaliger Vizepräsident unter Obama das amerikanische Engagement für die Demokratiebewegung in der Ukraine vorantrieb. Obwohl diese Konstellation, wie auch Joe Biden zugab, etwas anrüchig erschien, gab es nie den Vorwurf irgendeines Fehlverhaltens von Joe oder Hunter Biden.
Trump forderte Selenskyj dazu auf, solche Ermittlungen in einer öffentlichen Stellungnahme zu verkünden und dabei eng mit Attorney General Barr und Trumps Anwalt Giuliani zusammenzuarbeiten. Diese Aufforderung folgte nach dem berühmt gewordenen Satz „I would like you to do us a favor though“ („Ich möchte allerdings, dass Sie uns einen Gefallen tun“), denn Selenskyj hatte nach der versprochenen Militärhilfe für die Ukraine im Wert von etwa $400 Millionen gefragt. Trump hatte die Auszahlung dieser Hilfen blockiert, obwohl der Kongress, der in diesen Dingen das Haushaltsrecht hat, diese bereits freigegeben hatte.
Das Amtsenthebungsverfahren, eingeleitet vom überwiegend demokratischen Repräsentantenhaus, klagte Trump wegen Machtmissbrauchs und Behinderung des Kongresses an. Geladene Zeugen wie Kurt Volker, US-Sondergesandter für die Ukraine; Alexander Vindman, Leiter der Abteilung für Europaangelegenheiten im Nationalen Sicherheitsrat oder Gordon Sondland, US-Botschafter bei der EU, bestätigten die Anklagepunkte. Auch ein vom Weißen Haus vorgelegtes Transkript des Telefonats bestätigte im Wesentlichen den Verlauf des Gesprächs. Mit der demokratischen Mehrheit wurde das Verfahren vom Repräsentantenhaus in den Senat gegeben, doch noch bevor dort eine Anhörung erfolgte, äußerten einige republikanische Senatoren öffentlich, kein unparteiischer Richter in dieser Angelegenheit sein zu wollen, obwohl die Verfassung das so vorschreibt. Das Verfahren im Senat, wo die Republikaner 53 und die Demokraten 47 Sitze hatten, endete nach nur wenigen Tagen mit einem Freispruch für Trump mit einem Abstimmungsergebnis von 48:52 zum Vorwurf des Amtsmissbrauchs und 47:53 zum Vorwurf der Behinderung des Kongresses.
Gordon Sondland und Alexander Vindman, die gegen Trump ausgesagt hatten, wurden nach dem Ende des Verfahrens, ebenso wie Vindmans Zwillingsbruder Yevgeny, von Trump gefeuert.