Особое присутствие Правительствующего сената приговорило всех подсудимых к повешению. Только Рысаков и Михайлов подали прошения о помиловании, которые были отклонены. Пятеро подсудимых были казнены. И только Гельфман, оказавшейся беременной, смертную казнь заменили каторгой. Однако вскоре после родов она умерла в крепости.
После завершения судебного процесса Муравьев некоторое время оставался товарищем прокурора палаты, затем исполнял должность прокурора, а 16 января 1882 года был утвержден прокурором Санкт-Петербургской судебной палаты. К этому времени он имел уже награды: ордена Св. Анны 1-й степени и Св. Владимира 3-й степени.
В 1884 году Н. В. Муравьева назначили прокурором Московской судебной палаты. Он всегда любил комфорт и лоск во всем: в жизни и в работе. Он сразу же занял роскошную, состоящую из 20 комнат, служебную квартиру в здании судебных установлений в Кремле. С таким же размахом устроил и других служащих прокуратуры. От своих подчиненных Муравьев требовал не только соблюдения строгой дисциплины и ответственного отношения к делу, но и внешней опрятности, достойного поведения. Современники вспоминали, что он в буквальном смысле муштровал прокуроров, особенно придирчиво относясь к наиболее способным из них. Не случайно, лица, прошедшие его суровую школу, быстро продвигались по службе, становились председателями судов, прокурорами палат и окружных судов.
Состав тогдашней московской прокуратуры, хотя и включал много хороших, талантливых сотрудников, не в полной мере удовлетворял требовательного к себе и к сослуживцам прокурора палаты. Твердый, энергичный и решительный, обладавший бойцовскими качествами, Муравьев иногда говорил, что его помощники «не в меру корректны», «недостаточно задиристы», а то и просто «мягки». Поэтому он стремился привлекать в прокуратуру таких обвинителей, как М. Ф. Громницкий, который был настоящей грозой подсудимых.
Н. В. Муравьев всегда стремился привить молодым людям любовь к прокурорской и судебной деятельности. Выступая перед кандидатами на судебные должности, он говорил: «Среди нас больше чиновников судебного ведомства, ремесленников судебной профессии, даже дилетантов судебного дела, чем настоящих судебных деятелей. Многие из нас служат и действуют иногда сами не зная зачем, как придется и машинально, не проникаясь животворным духом нашего дела, не чувствуя к нему любви или даже просто охоты и потому мало заботясь о том, что выйдет из нашей деятельности. А между тем великое дело правосудия требует, кроме специальных познаний и опытности, еще ревностного и сознательного ему служения, которое, в свою очередь, немыслимо без ясного и чуткого разумения, крепкой воли, развитого чувства правды, твердых принципов и стойких убеждений».