Установление отцовства (ст. 48 СК РФ) рассматривается в порядке искового производства либо, если к моменту установления отцовства предполагаемый отец уже умер, то в порядке особого производства устанавливается юридически значимый факт (ст. 50 СК РФ).  Установление факта отцовства требуется в основном в тех случаях, когда брак между отцом и матерью ребенка не заключен. В соответствии со ст. 48 СК РФ в случае рождения ребенка у родителей, не состоящих в браке между собой, и при отсутствии совместного заявления родителей или заявления отца ребенка (пункт 4 статьи 48 настоящего Кодекса) происхождение ребенка от конкретного лица (отцовство) устанавливается в судебном порядке по заявлению одного из родителей, опекуна (попечителя) ребенка или по заявлению лица, на иждивении которого находится ребенок, а также по заявлению самого ребенка по достижении им совершеннолетия. При этом суд принимает во внимание любые доказательства, с достоверностью подтверждающие происхождение ребенка от конкретного лица.

Исковое заявление об установлении отцовства может быть подано в любое время, т.е. для такой категории дел срок исковой давности не действует.

В соответствии с СК РФ судья не связан никакими конкретными обстоятельствами и должен принимать любые доказательства, с достоверностью подтверждающие происхождение ребенка от конкретного лица. Это значит, что факт происхождения ребенка устанавливается судом с учетом всех обстоятельств с применением любых средств доказывания, в том числе и заключения медико-генетической экспертизы.

Суд, разумеется, должен принимать во внимание в том числе и те обстоятельства, которые ранее трактовались как подтверждающие происхождение ребенка от данного мужчины: совместное проживание и ведение общего хозяйства матерью ребенка и ответчиком до рождения ребенка; совместное воспитание либо содержание ими ребенка; признание ответчиком отцовства, с достоверностью подтвержденное доказательствами. Однако даже при отсутствии названных обстоятельств, но при условии подтверждения происхождения ребенка данными экспертизы суд может вынести решение об установлении отцовства.

Судебно-медицинская экспертиза (гинекологическая, биологическая и др., и в том числе - медико-генетическая) при определенной ситуации может быть необходима для разрешения целого ряда вопросов, связанных с происхождением ребенка. Результаты экспертизы могут дать ответы на такие вопросы, как, например, способен ли ответчик к деторождению, не исключается ли отцовство данными состава крови ответчика и ребенка, не произошло ли зачатие ребенка в период, когда ответчик проживал в другом населенном пункте, выезжал в командировку, отпуск и т.д. Судебно-медицинская экспертиза может быть назначена судьей в стадии подготовки дела либо в любой стадии процесса до вынесения решения по ходатайству сторон, третьих лиц, прокурора или же по собственной инициативе.
По делам об установлении отцовства ни один вид экспертизы не может быть принудительно осуществлен. На практике до недавнего времени возникало много проблем, связанных с уклонением сторон (или одной из них) от участия в экспертизе. Это приводило к многократному отложению рассмотрения дела и нарушению прав добросовестных участников процесса.
В случае уклонения сторон от участия в экспертизе, когда по обстоятельствам дела без участия этой стороны экспертизу провести невозможно, суд в зависимости от того, какая сторона уклоняется от экспертизы и какое она имеет для нее значение, вправе признать факт, для выяснения которого экспертиза была назначена, установленным или опровергнутым. Это означает, что суд может истолковать факт уклонения одной из сторон от участия в экспертизе в невыгодном для нее свете, расценить его как злоупотребление или нежелание участвовать в состязательном процессе. Неблагоприятные последствия такого поведения стороны могут выразиться в виде признания судом того, что сторона данное обстоятельство не доказала либо не опровергла.

Например, суд может прийти к выводу об отцовстве ответчика и вынести в отношении его решение об установлении отцовства, если ответчик отказался от проведения геномной дактилоскопии, или, наоборот, отказать истице в иске об установлении отцовства, если она отказывается от проведения гинекологической или иной экспертизы.

В соответствии со ст. 52 СК РФ запись родителей в книге записей рождений может быть оспорена только в судебном порядке по требованию лица, записанного в качестве отца или матери ребенка, либо лица, фактически являющегося отцом или матерью ребенка, а также самого ребенка по достижении им совершеннолетия, опекуна (попечителя) ребенка, опекуна родителя, признанного судом недееспособным. При этом требование лица, записанного отцом ребенка об оспаривании отцовства не может быть удовлетворено, если в момент записи этому лицу было известно, что оно фактически не является отцом ребенка. На такие требования также не распространяется срок исковой давности.

Вместе с тем лицо, отцовство которого было установлено на основании добровольно поданного им в органы загса письменного заявления, не лишается полностью права на защиту. Его требование об оспаривании отцовства может быть удовлетворено только в том случае, если суд установит, что ему было неизвестно в момент записи его отцом, что он фактически им не является. В интересах ребенка такая норма была введена в семейное законодательство.