В 1986 году Вуорнос встретила в дайтонском баре свою большую любовь — лесбиянку по имени Тирья Мур. Даже охладев друг к другу в сексуальном отношении, Эйлин и Тирья оставались неразлучными подругами еще четыре года. За это время Вуорнос окончательно возненавидела мужчин. Она по-прежнему воровала и попрошайничала; только теперь не расставалась с пистолетом 22-го калибра.
30 ноября 1989 года Вуорнос села в машину к 51-летнему владельцу ателье по ремонту электроники по имени Ричард Мэллори. На следующий день его пустую машину нашли в лесу. Рядом валялись бумажник Мэллори, полупустая бутылка водки и разорванная пачка презервативов. Двадцать дней спустя изрешеченное пулями тело Мэллори нашли на свалке. За первым убийством последовало еще шесть, схема совершения преступлений была примерно одинакова.
Когда Вуорнос и ее подругу Мур заметили едущими в автомобиле одной из жертв, флоридской полиции удалось напасть на след. Вуорнос арестовали в баре для мотоциклистов, носившем название «Последний приют». Оказавшись за решеткой, она призналась во всех семи убийствах, утверждая, однако, что действовала в целях самообороны. На суде по обвинению в убийстве Ричарда Мэллори Вуорнос настаивала, что застрелила его потому, что тот душил и пытал ее, подверг анальному изнасилованию и угрожал убить. Однако суд не поверил ей. Вуорнос была признана виновной и приговорена к смертной казни. «Я невиновна! — выкрикнула она, когда судья огласил вердикт. — Подонки! Надеюсь, с вами будет то же, что со мной!» Бывшая любовница Вуорнос, Тирья Мур, давала на суде показания против нее.
Преступница стала главным персонажем документального фильма «Эйлин Вуорнос: портрет серийного убийцы», демонстрировавшегося на Нью-Йоркском кинофестивале в 1993 году.