Дело застопорилось из-за недостаточности прямых улик, так как главный подозреваемый был убит, и следствие зашло в тупик. Но в ходе очередного допроса с пристрастием один из злоумышленников сознался под пыткой в содеянном и выдал остальных. Дочь с мачехой препроводили в женскую тюрьму Савелла, а братья Джакомо и Бернардино Ченчи оказались в мужской тюрьме Тор ди Нона, в которой успел побывать и Караваджо, где, как было выше отмечено, он встречался со знаменитым узником Джордано Бруно и вёл с ним беседы, оказавшие на него неизгладимое впечатление.
Однако вина арестованных не была ещё полностью доказана, так как известный римский адвокат Просперо Фариначчи настолько умело построил линию защиты обвиняемых, что следователям не удавалось стронуть дело с мёртвой точки. Эта затяжка вызвала гнев папы Климента. Надо было во что бы то ни стало довести дело до конца, ведь на носу были предстоящие торжества Юбилейного года, на которые должны были съехаться многие европейские коронованные особы.
Через своего друга Манчини Караваджо познакомился с адвокатом, который надеялся выиграть процесс и в предвкушении скорой победы заказал ему свой портрет. Художник с неохотой принял заказ хвастливого говоруна адвоката и дал согласие лишь бы уважить просьбу Манчини, у которого были какие-то дела с заказчиком. Несмотря на уродующее лицо отсутствие одного глаза, адвокат настоял на том, чтобы быть изображённым анфас, а не в профиль. Храня верность натуре, художник не стал возражать. Во время сеанса позирования Фариначчи не закрывал рта ни на минуту и многое поведал о нашумевшем деле, разделившем римлян на два лагеря. Подавляющее большинство горожан сочувствовало двум несчастным женщинам, признавая справедливость и законность их мести. Свою защиту Беатриче Ченчи адвокат умело построил на том, что несчастная девушка неоднократно подвергалась изощрённым издевательствам и насилию со стороны родного отца.
По свидетельству Манчини, портрет удался, и заказчик остался им крайне доволен, несмотря на точно воспроизведённый уродливый шрам. Позднее работа оказалась в коллекции маркиза Джустиньяни, но затем её следы затерялись. С помощью своего адвоката Беатриче Ченчи отправила подготовленное письмо крёстному отцу кардиналу Пьетро Альдобрандини, умоляя его повлиять на дядю, чтобы он поверил в её невиновность в смерти отца-душегуба. Узнав о письме, папа Климент разозлился и потребовал от дознавателей ужесточить допрос обвиняемых, хотя к лицам дворянского происхождения пытки по закону не должны применяться. Вскоре опытные костоломы добились своего. Говорят, когда папе доложили, как корчилась и стонала Беатриче на дыбе, пока не призналась, он даже всплакнул. Папа часто пускал слезу, но один из хроникёров печатного листка «Аввизи», освещавший светскую жизнь двора и хорошо изучивший самого понтифика, как-то заметил, что надо смотреть не на лицо слезливого папы, а на его руки — они-то никогда не дрогнут при подписании смертного приговора. А таких приговоров за годы своего правления «сердобольный» Климент VIII подписал немало.
Процесс тянулся не один месяц, и вина подозреваемых в содеянном была доказана. Защита потерпела поражение. Самонадеянный Фариначчи не учёл главного — всё решали деньги, а не его познания в области римского права. После дорогостоящей поездки по городам и весям и в преддверии больших затрат в связи с празднованием Юбилейного года папу Климента меньше всего занимала несчастная судьба юной Беатриче и её братьев. Ему позарез нужны были принадлежавшие их покойному родителю недвижимость и крупные денежные вклады, замороженные в банке. Поэтому каковы бы ни были доказательства невиновности детей барона Ченчи, приводимые крючкотвором Фариначчи, всем наследникам был заранее уготован смертный приговор. На адвоката жалко было смотреть — бедняга чуть не плакал от досады, но признавать своё поражение никак не хотел, пока ему не дали понять, что для него будет лучше, если он успокоится и будет молчать в тряпочку.
День казни был назначен на вторник 14 сентября 1599 года. Рим гудел, как растревоженный улей. С утра улицы и площади были запружены народом несмотря на нестерпимую жару, принесённую сирокко. После дождливого лета природа взяла своё — сентябрь выдался на удивление жарким, и дышать было нечем. Личность убитого барона Ченчи не могла вызвать у римлян сочувствие. Их глубоко задела жестокость приговора его детям, в виновность которых многим не хотелось верить, поскольку в этой запутанной тёмной истории оставалось ещё много неясного и не раскрытого до конца.