Fyra väljare tog upp talan inom ramen för lagen om folkrepresentation 1983.
De hävdade att han vilseledde väljarna över ett PM enligt vilket SNP-ledaren Nicola Sturgeon hellre skulle ha sett David Cameron bli premiärminister.
Domarna har slagit fast att det nu kommer att bli en förhandling "genom beslut" för att diskutera nästa del av målet.
Lady Paton och Lord Matthews hade hört en preliminär rättslig debatt vid en särskild valdomstol, som undersökte tre frågor.
Den första var om punkt 106 i akten - vilket gör det olagligt att göra eller publicera falska uttalanden om någon kandidat under en valkampanj - skulle kunna gälla kandidater som talar om sig själva, liksom attacker mot sina rivaler.
Domarna har slagit fast att det språk som används i avsnitt 106 var "bredt nog för att omfatta ett uttalande av en kandidat om sig själv".
De sade dock att de ville höra bevis om de två återstående frågorna innan de fattade ett beslut i ärendet.
Detta är om orden var falska uttalanden om fakta som gällde Carmichaels personliga karaktär eller uppförande, och om de sades "i syfte att påverka en kandidats återkomst vid valet".
Domarna sade att de ville höra bevis i dessa frågor, eftersom varje fall måste behandlas utifrån sina egna fakta.
Lady Paton sade: " Man kan tänka sig omständigheter där ett falskt påstående om fakta är av sådan art att effekten i förhållande till en kandidats personliga karaktär eller uppförande överskrider det politiska sammanhanget.
"Frågan om typen av relation mellan uttalandet och den första svarandes personliga karaktär och uppförande är en fråga som kräver bevis, inklusive bevis om motivet eller orsaken till att lämna det falska uttalandet."
Carmichaels QC hade bett domarna att ogilla målet, eftersom det var "orelevant" och "nödvändigt att misslyckas".
Rättsliga argument hördes vid en särskild valdomstol i Edinburgh tidigare denna månad, som sändes och strömmades online direkt.
Fallet tros vara det första i sitt slag i Skottland under 50 år.
Det uppstod ur en berättelse i Daily Telegraph i början av den allmänna valkampanjen i april.
Carmichael, skotsk sekreterare i Tory-Lib Dem-koalitionen före valet, hade godkänt läckandet av en promemoria från statsförvaltningen som antyder att förste minister Nicola Sturgeon hade sagt till den franske ambassadören att hon ville att David Cameron skulle stanna kvar på Downing Street.
Han hävdade i en TV-intervju den första han hade hört talas om det var när han fick ett telefonsamtal från en journalist.
Men sedan erkände parlamentsledamoten det fulla ansvaret för att sanktionera dess frigivning, och accepterade "detaljerna av kontot är inte korrekta".
De väljare som lade fram petitionen fick hjälp av gräsrotsfinansiering.
En rättslig utmaning mot Alistair Carmichaels val som parlamentsledamot för Orkney och Shetland är att fortsätta.