Со стороны казалось, что она испытывала чувство привязанности к Чарльзу. Когда он уехал в Париж по делам, женщина даже приготовила для него пирог. К несчастью, после того, как Чарльз съел один кусочек этого пирога, он серьезно заболел и вернулся в Ле Гландье, чтобы новая жена вылечила его. Мари была внимательна, приносила мужу всевозможные виды успокоительных напитков и кормила его супами. Однако Чарльзу становилось все хуже и хуже. Анна Брун заявила, что она видела, как Мари подсыпает в еду и питье для Чарльза какой-то белый порошок, хранившийся в маленькой малахитовой шкатулке. Анна осторожно собирала образцы этой пищи и прятала их.
Спустя две недели нарастающей агонии Чарльз умер. Тогда Анна Брун предъявила следствию ранее спрятанные образцы. Местные врачи проверили их и содержимое малахитовой шкатулки самым простым способом — путем нагрева. В результате образцы начали издавать резкий запах чеснока и пожелтели. На основе этих свидетельств доктора заявили о том, что в них содержался мышьяк. Исследование содержания желудка покойного дало те же результаты. На основании полученных улик Мари обвинили в убийстве своего мужа.
Поскольку дело Мари Лафарж подробно освещалось в прессе, ее тетя, заботясь о честном имени семьи, наняла для защиты Мари мэтра Пайе, очень дорогого адвоката с прекрасной репутацией и большим опытом. Он сразу же объявил тесты недостаточными. Будучи другом Орфила, мэтр Пайе был осведомлен о недавних открытиях в области выявления ядов, и по предложению Орфила он настоял на проведении исследования по новой методике Марша. Суд поручил заняться этим аптекарям из Лиможа. Не желая признаваться в своей неопытности, они проделали процедуру проверки и, в конце концов, доложили, что мышьяк способам Марша не был обнаружен. Многие сторонники Мари ликовали.
Прокурор выступил против результатов проверки, настаивая на том, чтобы знаменитый Орфила собственноручно повторил тест Марша. Защита вынуждена была согласиться. Орфила прибыл из Парижа и, работая всю ночь, проверил образцы на глазах у местных экспериментаторов. На следующий день в полной тишине зала суда он засвидетельствовал, что обнаружил мышьяк во всех образцах. Орфила пояснил, что тест Марша очень деликатен, и для корректной проверки требуются навыки профессионала.
Мари Лафарж приговорили к казни, которую заменили пожизненной каторгой. Впоследствии ее освободили и от каторжных работ. Женщина провела десять лет в тюремной камере, занимаясь написанием мемуаров и перепиской с сочувствующими, среди которых был и известный писатель Александр Дюма (отец). Ее освободили при Наполеоне III, и вскоре после этого Мари умерла от туберкулеза, до самой смерти настаивая на своей невиновности.