בעקבות אישורו של החוק הוגשו ארבע עתירות על-ידי שינוי, מרצ, והתנועה לאיכות השלטון, שטענו כי החוק פוגע בעיקרון השוויון ומנוגד ל"חוק יסוד: כבוד האדם וחירותו".
לטענת העותרים, החוק מסדיר לתלמידי הישיבות פטור גורף משירות צבאי, ומהווה פגיעה קשה ובלתי מידתית בזכויות המגזרים האחרים בישראל, שנאלצים לשאת בעול הביטחוני, וגורם לשסע בחברה הישראלית.
העתירה, עברה מאז הגשתה גלגולים רבים. הרכב השופטים התחלף והורחב לתשעה. המלצות ועדה מיוחדת שהוקמה לצורך מציאת פיתרון אושרו על-ידי הממשלה כמעט שנה לאחר שניתנו, אולם משרדי הממשלה לא הצליחו להגיע להכרעה בשאלה מי אמור לממן את יישומו של החוק.
אשר על כן, הדיון הראשון בעתירות התקיים רק כשלוש שנים לאחר הגשתן. במהלך הדיון מתחו השופטים ביקורת כלפי המדינה בשל כשלונה ביישום החוק, שלא עמד במבחן המציאות.
בשנת 2004 פנה היועמ"ש מזוז, לראש הממשלה דאז, אריאל שרון, וביקש ממנו להתערב בקידום יישומו של החוק. מזוז ציין בפני שרון כי בג"צ ביקש עידכון באשר ליישום בפועל של החוק.
בפנייתו לשרון ציין מזוז: "קיימים קשיים לא מבוטלים ביישום הוראות החוק על-ידי צה"ל ומשרדי הממשלה השונים העוסקים בנושא על אף הזמן הרב שחלף, טרם הוחל ביישום ההסדר של שירות אזרחי והסיבה לכך היא מחלוקת בין משרד העבודה למשרד האוצר באשר לגבי אופי השירות האזרחי".
מזוז הוסיף: "תחושתי היא כי הקושי המרכזי ביישום החוק הוא היעדר גוף מרכזי הרואה את התמונה כולה ואשר פועל לתיאום בין הגופים השונים".
מחר כאמור, יגיע לסיומו המסע המתיש בן ארבע השנים, כאשר בית המשפט ימסור את הכרעתו בשאלה האם "חוק טל" עומד במבחן חוקי היסוד אם לאו.