一个神甫最后终于向匈牙利的马提亚王通报了此事，后者开始对女伯爵的所作所为进行调查。
搜查却特城的行动在1610年展开。12月30日，伯爵夫人的表兄图尔索（匈牙利名GyorgyThurso）伯爵，率领一队士兵和骑兵包围城堡。在临攻破城堡的那一刻，堡里都还在进行着血腥残酷的杀戮。当他们到达城堡时，所见到的场景比预计的要可怕：拿着剑的官吏，举着火把走向城堡的地下室，异样的气味扑鼻而来。一个死去的少女倒在门厅，另一个已经奄奄一息了，全身被刺满了洞。另外一些则被吊在地下处刑室的天花板上，像被消化过的死鹿一般。
50多具尸体被从城堡地下发掘出来。往里去可以看到其他的尸体。也有还剩一口气的活人。据生还者的证言，她们最后在没有食物可以吃之时，被迫吃被杀的同伴的肉。男爵Thurso和牧师JanosPonikenusz找到了那本在伊丽莎白卧室梳妆台里的花名册（牧师Berthoni的日记），列着被屠杀的650多位少女的名字和被杀的细节（AadrasBerthoni是Csejthe村路德教会的一名牧师，当伊丽莎白命令他将那些被吸干了血的尸体烧掉时，他意识到了事实的严重性，于是他将自己的怀疑和猜测在他去世前全部写入了日记中）。
女伯爵的三个女巫同谋被抓去了，而女伯爵本人则被关在了自己的城堡中。
1610年，女伯爵和她的同伙被带上了法庭。三个女巫在长时间的严刑逼供后终于坦承了全部罪行，但是她们试图减少她们在这次恐怖事件中的重要程度。在17世纪的匈牙利，监狱中的犯人是不可能获得假释的。三个人都把罪行推到了一个在审判前几年就死去的同为女伯爵同谋的女巫身上。超过200个证人被传唤到法庭，但是大多数人都只能提供一些道听途说的消息做为证据。但是，这些供认还是和马提亚王和他的士兵所亲眼见到的恐怖景象一样，为法庭对女伯爵的定罪提供了足够的证词。
1611年1月，审判在匈牙利的Bitcse（毕滋歇城）举行。但伊丽莎白并未出庭应讯，也没有承认任何罪行。
伊丽莎白不能出庭的原因不是出自她自己的选择，事实上，她一直恳求逮捕她的马提亚王替她开脱罪责。但是，对她来说很不幸的是，马提亚王和她并没有利益关系，将她的审判安排成向大众公开。虽然有足够的证据能够证明她的罪行，我们还是得注意到她并没有被允许出席她自己的审判并为自己辩护。
她的同谋比较惨些，没有受到恩惠和宽恕。共犯尤娜和DorottyaSzentes，手染基督徒之血的邪恶女巫，在她们被扔进火堆之前，用烧的发红的钳子扯掉了所有的手指。另一个则被砍头并且尸体被穿在了树桩上。还有一个叫ErsziMajorova的女巫，则在迟些时候被砍头。
由于受她的贵族出身所保护，伯爵夫人并没有和她的同谋一样下场悲惨。不过图尔索（英文名Thurzo）在1611年判她永远不得踏出她自己的城堡一步。有传言说他是在”参观“了那个受刑室之后做出如上判决的。（在拒绝担当随军牧师之职后，她被宣布判终身监禁，要被关在城堡中直到死。）
判决确定后，石工就前往城里把所有的窗户封死。她虽然活着，却像被葬在巨大的黑暗的坟墓中一般，可以透过光线的地方，全部封死，不留一丝缝隙。最后为了要送食物和水到她的房间，才在墙上凿了一个小洞。
所有的审判文件被深藏在古堡中，男爵图尔索留在了城堡中。
1614年7月31日，54岁的伊丽莎白向来自Esztergom教区的两名牧师口述了她的最后愿望和遗嘱，她希望她家庭的财产能够在她的孩子中间平均分配，然而她的儿子保罗及其后代将是基本继承者。
1614年8月14日，一个狱卒想好好看看这位女伯爵，因为据说她当时仍是匈牙利最美丽的女人之一，在那个小洞里瞥了一眼后，他发现她面朝下躺在地上，已经死了。伊丽莎白·巴托里被关押的四年后，死在自己的那个小房间中。死时54岁。特兰斯瓦尼亚的嗜血女伯爵终于在痛苦中死去了。她的尸体本应葬在Cachtice镇教堂，但是当地居民对把这位声名狼藉的女士葬在他们的土地上十分不满，更别说还要葬在神圣的地方了。考虑到这些，以及她是巴托利家族最后一代的事实，她的遗体被葬在了匈牙利的东北部城镇Ecsed，巴托利家族的领地上。
至死，她也没有承认过自己的罪行，也没有对她的所做所为表示过懊悔。
这坐关押她的塔依然矗立于斯洛伐克共和国境内。一本关于那次判罚的抄本今天还保存在布达佩斯的匈牙利国家档案馆中。度过漫长的几个世纪。
血腥玛丽的原型为玛丽一世（MaryI，1516年2月18日~1558年11月17日），玛丽一世（1553~1558年在位）成长于欧洲宗教改革的汹涌大潮之中，其时英国也成为天主教和新教进行殊死搏杀的场所。
她的母亲凯瑟琳是一位笃信天主教的西班牙公主，而她的父亲亨利八世为了达到与她母亲离婚的目的，不惜背叛天主教，与罗马教皇决裂，并在国内扶持新教，迫害天主教徒。也许由于上述的成长过程，也许源于她本人古板、固执的性格，她成为了一个死硬的天主教徒，并对新教有着刻骨的仇恨。
成年后，她因为拒绝改信新教而几乎被亨利八世推上叛国的审判台，后来又与当时天主教世界的捍卫者——西班牙国王菲利普二世结婚。登上王位后，她立即宣布恢复天主教，并对新教徒采取了高压政策，屠杀其中的激进分子，在她统治5年中，有300余人被烧死在火刑柱上，包括那个敢于宣布她父母的婚姻为无效、她为私生女的克兰默大主教等，而被迫流亡国外的新教徒则不计其数。
她终于以其暴行获得了英国人民对其“血腥玛丽”的称谓。她病死时，据说整个伦敦响起了欢庆的钟声，即位的就是她的妹妹、后来成为一代名君的伊丽莎白一世。
