TMMOB'un itiraz başvurusunda, iptal gerekçeleri şöyle sıralandı:
"-Çok büyük bölümü yurtdışından temin edilecek kredilerle karşılanacak ve geri ödemesi yıllar sürecek yüksek yatırım tutarı, üretilecek elektriğe çok yüksek fiyatlarla verilen uzun süreli alım garantileri gibi topluma yüklenen ağır bedelli ekonomik yükümlülüklerinin yanı sıra, çalıştığı her dakika bir risk kaynağı olan, kapatıldıklarında sökümleri ve bıraktıkları atıkların tasfiyesi de riskli, sorunlu ve yüksek maliyetli olan, kaza halinde çok geniş alanlarda ve uzun erimli telafisi imkansız tahribatlara yol açan, enerjide dışa bağımlılığı arttıracak olan Sinop Nükleer Güç Santralinin kurulması amacıyla; dayanağı olmayan, geçersiz bir projeye dayalı olarak hazırlanan ÇED Raporu kapsamında tesis edilen ÇED Olumlu kararının hukuka aykırı olması..."
Bilimsel veri ve hesaplamalara da yer verilen dilekçede, Sinop Nükleer Güç Santraline ihtiyaç bulunmadığı değerlendirmesi yapıldı. İptal başvurusunda, genel olarak nükleer enerji santrallerinin etki ve risklerinin ortaya konmasının ardından Sinop NGS projesinin dışa bağımlılığı arttıran, enerji arz ve temin güvenliğini sekteye uğratan bir proje olduğu belirtilerek, belirlenen amaç ile çelişen ve esasında gerçekleştirilmesi amaçlanan tüm hususların aksine sonuç doğuran Sinop Nükleer Santrali projesine ilişkin olarak tesis edilen ÇED Olumlu kararının hukuka uygun olmadığı ifade edildi.
Dilekçede, ÇED Raporunun kabul ve varsayımlara dayalı olarak hazırlandığı, geçerliliği bulunmayan bir projeye ilişkin olması bakımından dayanaksızlığı ortaya konularak, Anayasa'ya, 2872 sayılı Yasa ve çevresel etki değerlendirmesi sürecinin esasına aykırı olduğu değerlendirmesi yapıldı.
Projeye ilişkin çok sayıda esaslı unsurun ÇED sürecinin dışında bırakıldığına vurgu yapılan başvuruda, bu rapora dayalı olarak verilen ÇED olumlu kararının kamu yararına aykırılığı vurgulandı. Dilekçede; işlemin yürütmesinin durdurulması ve yapılacak inceleme neticesinde iptali istendi.
Son olarak, Sinop Nükleer Karşıtı Platform da 1 Ekim'de santral için verilen ÇED ollumlu kararının iptali için mahkemeye başvurmuştu.