1833年10月30日早晨八时，克拉拉·安妮·史密斯的遗体被安葬于布里斯托尔的圣奥古斯丁墓园。她于10月23日离世，终年六十岁。玛丽·安妮·伯多克此前召来丧葬承办人汤普森，声称这位房客死时穷困潦倒、无亲无友，只消草草薄葬即可。工匠备好了一具棺木，其上凿刻着死者的姓名与寿数。史密斯寡居五年，于1833年迁入伯多克家中寄宿；据多方证词显示，她生前藏有金币与钞票。她有一位姐夫远在波尔图，另有一位侄儿留在英格兰。常年与波尔图姐夫往来的葡萄酒商查尔斯·里德，曾于1829年交付其七百英镑，并按年向其支付十五英镑的年金。
在房客身故前，伯多克与一名叫韦德的男子过着困窘拮据的生活。葬礼过后，她先是对一名证人宣称，一位舅父给她留下了巨额遗产；转而又对另一人声称，在自家寓所中去世的那位富有老妇已将财产悉数赠予韦德。韦德随即涉足经商，却于次年四月暴毙。其遗嘱将颇为可观的产业留给了伯多克，其中包括估值达七百英镑的商业存货；司法调查亦证实，伯多克手中当时坐拥六百英镑现金。这突如其来的巨富，与她此前向汤普森哭诉的赤贫境况形成了鲜明反差。
11月，即克拉拉死后次月，查尔斯·里德登门造访伯多克与韦德，垂询史密斯的遗产下落。伯多克坚称女房客死时一文不名，且其旧衣破烂不堪，早已付之一炬。她声称，除非里德代为垫付十五英镑的安葬费，否则休想查看其他遗物。次日，里德再度造访；韦德此时提及一只装有文件的木箱，伯多克遂同意双方各延请一名律政掮客到场。第三天，众人复至并开启木匣：内中仅存一份史密斯先生当年留给亡妻的旧遗嘱，绝无任何产业契约。里德补充道，自从五年前丈夫亡故以来，克拉拉生前的穿戴向来体面讲究。
直到1834年12月，克拉拉的亲族才获悉其死讯，随即赶赴布里斯托尔。在早先的调查中，伯多克交出过数纸文书，却矢口否认亡人留有资财。死者亲眷的不懈追问，最终促使当局对其死因展开更为严密的司法彻查。
开棺掘尸旨在查明一个远比财产更为严峻的问题。汤普森在墓穴现场辨认了墓穴、棺木、裹尸布及死者遗骸上的衣物。积水漫过了尸身与双腿；尽管已入土数月，遗骸的保存状况却异乎寻常地完好。在外科医生凯尔森、西蒙兹大夫与化学家赫拉帕思的协助下，赖利医生解剖了尸体。他们发现部分人体组织已转化为尸蜡，即一种动物脂皂状的物质。胃部被取出后，发现内含黄色物质。佩勒姆在记录中写道，化学检验断定该成分为雌黄（三硫化二砷），正是此种剧毒致其死亡。随后，胃部病理标本被呈送至法庭作为物证展示。
一名曾在伯多克寓所借宿的水手埃文斯（当时她自称“韦德夫人”）出庭作证，将毒物的采买与该宅邸直接关联起来。大约在案发前六日，伯多克托他去买两便士的砒霜，借口是宅中闹鼠患。埃文斯前往药剂师霍布斯的铺子，在两名见证人面前买下了药粉。纪实文献明确指出，所谓的鼠患托辞纯属子虚乌有。埃文斯将纸包交予伯多克，亲眼见她将其塞入口袋。案发当夜，埃文斯恰在屋内，曾听见伯多克与韦德在深夜里发出阵阵嗤笑。伯多克还曾向他扬言，要变卖亡者的银器以冲抵葬礼花销；而就在大约一个月前，埃文斯还曾见过克拉拉·史密斯佩戴着金表与金链。
专门雇来伺候克拉拉·史密斯起居的年轻女佣玛丽·安·艾伦，则指证了一幕更为直接的下毒行径。她供称，自己曾目睹伯多克自纸包中取出一撮黄色粉末，倾入一碗麦片粥中，随后将这碗吃食端到了病榻上的房客面前。据艾伦描述，服下不久，病人便周身剧烈抽搐，旋即气绝身亡。
该名证人还进一步详述了事后情状。伯多克翻箱倒柜，对死者恶语相向，并严令艾伦切莫向外人吐露死者的真实身份，更不得声张她曾在此寓居。若有生人盘问，只准宣称死者是来自东印度的外邦异客。伯多克还严厉禁止她提及在麦片粥中羼入药粉一事，声称外人若知晓此举，难免会起疑窦。艾伦的生母以及当时在伯多克家帮工的另一名仆妇，在随后的审讯中印证了这套供词的数处细节。
1835年4月10日星期五，布里斯托尔巡回审判庭正式开庭，由该市首席司法官（即市审裁官）查尔斯·韦瑟雷尔爵士主持审理。法庭辩论持续了整整两天，直至周六；在此期间，陪审团成员全天候由警吏严密看管隔离，法官直至周一才对全案证词进行法庭总结。辩方延请了数名品格证人出庭作证。审裁官指示陪审团必须对以下三个关键问题分别作出判定：克拉拉·史密斯是否死于中毒？是否由伯多克对其施毒？伯多克投药时是否明知其为毒物？法官严正告诫，裁决之权在于陪审团而非审判席，只要上述三项罪状确凿成立，无论后果如何惨烈，他们都必须裁定伯多克有罪。
陪审团退庭评议仅一刻有余。当陪审员们步出法庭之际，伯多克竭力审视着每个人的神色。随后，她双眼死死盯着那扇房门，焦灼等待评议结果，其辩护律师及随行人员紧紧簇拥身侧。漫长的等待令整座法庭骚动不安；当陪审员重返法庭时，旁听人群的喧嚣一度令法官无法开口发话。裁决结果为：有罪。陪审团团长语调肃穆地宣读了判词，神情显然激荡难平。伯多克的面容微有抽搐；她用清晰却颤抖的声音坚称自己无辜，并呼求上帝明鉴其言。法官当庭宣判死刑，并下令将其遗骸埋葬于监狱围墙之内。佩勒姆记述道，在听候死刑宣判时，她表现得异常镇定，在被押解出庭前甚至还在被告席下方饮用了茶点。在押往监狱的途上，群情激愤的民众一路尾随囚车怒骂不休。
4月15日星期三，伯多克被押赴刑场执行绞决。据佩勒姆记述，在小教堂做临终弥撒期间，她始终缄默不语，亦未起身祈祷。在为她套上蒙头白布帽与绞索的刑前准备室里，她方才和着随狱牧师的祈祷喃喃出声。她虽有片刻迟疑磨蹭，终究未留下一字供状；随后，她面色惨白地登上了绞刑台。下午一时四十分，活板开启，刑毕命绝。