ביום 23.5.2024 עתרו לבג"ץ חמישה ארגוני זכויות אדם – האגודה לזכויות האזרח, המוקד להגנת הפרט, רופאים לזכויות אדם, הוועד הציבורי נגד עינויים בישראל וגישה – בדרישה להפסיק להחזיק עצורים במחנה "שדה תימן" ולסגור את מתקן הכליאה. שדה תימן מופעל על ידי הצבא מאז תחילת המלחמה כמתקן לכליאת עזתים החשודים כ"לוחמים בלתי חוקיים" כמוגדר בחוק בעניין, וככל הידוע הוחזקו בו למעלה מ-1,000 עצורים במתקנים דמויי מכלאות, ללא מיטות או כל ציוד אחר. עדויות על הנעשה במתקן חשפו מציאות בלתי נתפסת באכזריותה, לרבות ביצוע ניתוחים ללא הרדמה, כבילה ואיזוק של עצורים בתנוחות מכאיבות במשך ימים, שלבסוף הובילו לכריתת איברים, כיסוי העיניים לתקופות ארוכות – גם בזמן מתן טיפול רפואי ועשיית צרכים, החזקת חלק מהעצורים עם חיתולים, מכות והתעללויות.
ההכרזה על שדה תימן כ"מקום מעצר" בהתאם לחוק בדבר כליאתם של לוחמים בלתי חוקיים, מותנית באפשרות להבטיח למוחזקים במקום תנאי כליאה הולמים שלא יפגעו בכבודם ובבריאותם ויעמדו בחובות של ישראל ביחס לעצורים לפי הדין הישראלי והדין הבינלאומי. בעתירה נטען כי הפגיעות הקשות בזכויות העצורים הופכות את שלילת החירות במקום לבלתי חוקתית, ואינן מאפשרות להמשיך ולהחזיק עצורים במתקן. בעתירה הובא ציטוט מפסק דין של נשיא בית המשפט העליון בדימוס: "גם החשודים בגרועים שבמעשי הטרור זכאים למעצר ברמה אנושית מינימלית, ותוך הבטחת צרכי אנוש בסיסיים. אנו עצמנו לא נהיה אנושיים אם לא נבטיח רמה אנושית לעצורים שבמשמורתנו".
ביום 5.6.2024 התקיים דיון בעתירה, ובאותו יום הגישה המדינה הודעה, לפיה בשל מספר העצורים הגבוה הוחזקו כלואים ב"שדה תימן" לפרקי זמן ארוכים, וכי עתה בכוונתה להפעיל את המקום כמתקן לקליטה, לחקירה ולמיון ראשוני, שהכלואים יוחזקו בו לזמן קצר ומוגבל. בהתאם לכך, מסרה המדינה, 500 מתוך 700 העצורים ב"שדה תימן" יועברו לכלא עופר, ובנוגע ל-200 הנוספים ביקשה המדינה לשוב ולעדכן.
בהודעת עדכון נוספת מיום 11.6.2024, מסרה המדינה כי מהלך העברת 500 הכלואים נמצא בעיצומו, כי 30 מהכלואים שוחררו לעזה, וכן כי עד ליום 19.6.2024 יעמוד מספר הכלואים ב"שדה תימן" על כ-160 כלואים. עוד מסרה המדינה שעד לסוף חודש יוני בכוונתה להחזיק ב"שדה תימן" כלואים לקליטה, לחקירה ולמיון בלבד. עוד נמסר כי באמצע יוני צפוי להסתיים שדרוג התשתיות הקיימות במתקן הרפואי, ובראשית חודש יולי צפויה להסתיים בנייתן של חצרות טיולים, וכן כי לאחר העברת הכלואים מ"שדה תימן", מתקני הכליאה בו צפויים להיבנות מחדש בתוך חודשיים-שלושה. המדינה ביקשה להוסיף ולעדכן עד 20.6.2024 אודות הירידה בפועל במצבת הכלואים.
ביום 16.6.2024 הגישו העותרים הודעה לבית המשפט, ובה עמדו על כך שלא ניתן להחזיק עצורים בשדה תימן, גם לתקופות קצרות.
ביום 15.7.2024 הוציא בית המשפט צו על תנאי "בשים לב לזמן הרב שחלף מאז הגשת העתירה", ובו הורה למדינה לנמק בתוך 10 ימים "מדוע לא ייקבע כי הפעלתו של מתקן הכליאה 'שדה תימן' תותנה בעמידה בתנאים הקבועים בחוק כליאתם של לוחמים בלתי חוקיים, התשס"ב-2002 ובתקנות כליאתם של לוחמים בלתי חוקיים (תנאי כליאה), התשס"ב-2002".
ביום 18.7.2024, לאחר בקשות ארכה רבות, עדכנה המדינה לבסוף כי הוקצו עוד תקנים לשירות בתי הסוהר ונבנה אגף אוהלים חדש במתקן כליאה קציעות, שאליו יועברו בשלוש פעימות 140 עצורים, כך שביום 22.7.2024 יישארו בשדה תימן 40 עצורים בלבד.
דיון נוסף בעתירה התקיים ב-7.8.2024. לאחר נסיונות אלימים של פעילי ימין להביא להפסקת הדיון, החליט לבסוף בית המשפט לתת למדינה שהות עד ה-15.8.2024 לעדכן בדבר מצבת הכלואים העדכנית, והתאמתם של מתקני הכליאה החדשים שנבנים כעת במחנה להוראות הקבועות בתקנות.