Первые судебные допросы начались еще во время этой поездки, в Мезьере. Маркиза все отрицала, утверждала, что ничего не помнит – ни сожженное поместье, ни письма, найденные у Сент-Круа, ни смерть отца и братьев. По прибытии в Париж 25 апреля ее заключили в Консьержери, стрелок Барбье по-прежнему был приставлен к ней. Ее «исповеди», задокументированные в Льеже, не использовались на суде ни обвинением, ни защитой, хотя адвокат маркизы, мэтр Нивель, утверждал, что она, очевидно, погрузилась в пучину безумия.
15 июля, во время допроса, продолжавшегося дольше трех часов, вся жизнь маркизы подверглась тщательному изучению и оказалась выставлена на всеобщее обозрение. Она не пыталась опровергать комментарии, которые касались ее личной жизни и преступлений и использовались против нее. Она снова и снова все отрицала, словно речь шла о совершенно незнакомой женщине и происходящее ее совсем не трогало.
16 июля вынесли вердикт. Маркизу де Бренвилье признали виновной в убийствах через отравление и приговорили к смертной казни. Приговор привели в исполнение на следующий же день. Но прежде чем подставить шею топору палача, она должна была покаяться перед главным входом в парижский собор. Туда ее доставили из Консьержери на телеге. Босая, преклонившая колени, с накинутой на шею веревкой и зажженной свечой весом в два фунта[1] в руках, обращенная к дому Божьему, она заявила, что «злонамеренно, из мести и желания захватить их имущество» отравила отца, двух братьев и также покушалась на жизнь сестры. Наконец, повинившись, она попросила прощения у Бога, короля и правосудия.
Завершив покаяние, она села в телегу, пересекла Сену и прибыла на переполненную Гревскую площадь, где ее обезглавили. Сразу после этого ее тело предали огню, а прах развеяли над рекой – так обращались с казненными еретиками и преступниками.
Накануне этой церемонии, обязательной для королевского правосудия, маркизу также допросили под предсмертными пытками. Ее насильно поили водой через воронку, вставленную в рот, тем самым доводили до удушья, и наконец она призналась. Она изложила в деталях не только свои преступления, но и знания о ядах, которые на самом деле оказались довольно скудными. Маркиза утверждала, что умеет обращаться только с мышьяком, купоросом и лягушачьим ядом, при этом разбавленный мышьяк считает самым действенным.