Välitystuomio on mitätön siltä osin kuin välimiehet ovat välitystuomiossa ratkaisseet sellaisen kysymyksen, jota ei Suomen lain mukaan voida ratkaista välimiesmenettelyssä. Samoin siltä osin kuin välitystuomion on katsottava olevan ristiriidassa Suomen oikeusjärjestyksen keskeisten perusteiden kanssa, tai jos välitystuomio on yksinkertaisesti niin sekava tai epätäydellinen ettei siitä käy selville miten asiassa on tuomittu, on välitystuomio mitätön. Myös jos välitystuomiota ei ole laadittu kirjallisesti tai se ei ole välimiesten allekirjoittama, on välitystuomio mitätön. Välitystuomion mitättömyys on erittäin harvinaista.
Välitystuomio voidaan asianosaisen kanteesta myös kumota, jos välimiehet ovat menneet toimivaltaansa ulommaksi, jos välimiestä ei ole asetettu asianmukaisessa järjestyksessä, jos välimies on ollut esteellinen, tai jos välimiehet eivät ole varanneet asianosaiselle tarpeellista tilaisuutta asiansa ajamiseen.