但是第二天，来自加利福尼亚的消息说，萨蒙在洛杉矶逗留期间住在一位朋友亚瑟·米勒博士家里，并曾将苏珊·赫斯带到米勒家的周末聚会上。应邀参加那次聚会的一位女医生告诉办案人员托马斯和洛波特，萨蒙和苏珊在聚会上“表现得十分亲密”，形如情侣，并且“最后双双消失在一间卧室里”。
也是在那天的听证会上，鄂里湖街的邻居南茜·亚尔恩告诉法医，案发前的7月3日晚，她和丈夫唐在谢普德家做客时，玛丽莲曾对她说“害怕萨蒙要和她离婚”。
25日，星期天，托马斯和洛波特带着苏珊·赫斯飞回克利夫兰。
26日，克利夫兰市警署署长弗兰克·斯托利在新闻发布会上宣布说，苏珊·赫斯业已签署了一份证词，承认她与萨蒙·谢普德之间有过不正当的性关系，承认该关系始于三年前，她21岁时，承认她和萨蒙博士曾在萨蒙的美洲豹轿车中幽会，在港湾医院顶楼的一间屋子里做爱。弗兰克还说，苏珊是在从洛杉矶到克利夫兰的飞机上招供的。
至此，在克利夫兰市民们的眼中，萨蒙·谢普德已是本案的真凶无疑，他不仅有作案机会，更有作案动机。按说在这个时候，将萨蒙逮捕归案应该是顺理成章的事。
港湾区警署署长约翰·伊顿通过区司法委员瑞奇·韦甘达将警方起草的《逮捕令》转呈给区长斯班瑟·霍克。根据当时的行政设置，区长兼任司法委员会主任。但霍克区长却似乎迟迟难下决心。有人说，他以自己是本案证人之一为由试图回避，也有人说，他碍于与谢普德家的邻居朋友关系而故意拖延。事实上，凶杀案发生之后，霍克区长的名字不仅每每出现在相关的媒体报道中，他本人还三度被克利夫兰市警署传讯，并做过一次测谎试验。
又是记者们煽风点火施加压力。那两天，克利夫兰各报争相发表了措辞激烈的文章，《克利夫兰报道》的头版标题敦促警方“别犹豫了，马上把他抓起来！”
29日，卡亚霍加地区检察长弗兰克·卡里丹向港湾区发出“最后通牒”：如果再不逮捕萨蒙·谢普德，克利夫兰市警署便撤出本案。
7月30日，星期五，晚上10点，萨蒙·谢普德在他父母家中被捕。据《克利夫兰新闻》报道：
离港湾医院不远的老谢普德家周围聚集了无数的示威者，杂以记者和摄影记者。不少人将手电射向房子的各个窗户……一些妇女声泪俱下地痛骂“狼心狗肺”的萨蒙·谢普德，其情其景更像是在控诉她们负心的丈夫……房子距公路约250英尺，仍不时有司机在开车经过时对着老谢普德家的方向高声叫骂或鸣笛……终于，前来执行逮捕的警察出现了。
老理查德·谢普德博士请求警方疏散人群，以便让出足够的空间，使犯人乘坐的警车可以停靠在住宅门前……警察们总算拦出了一条窄窄的通道，仅够一名警察押着萨蒙·谢普德经过。
萨蒙被戴上手铐，脖子上仍然打着石膏……
萨蒙·谢普德在港湾区警署办完手续，被递解到卡亚霍加地区监狱时已近中夜，发现那里还有一大批愤怒的示威者在等着他，其中以与玛丽莲年纪相仿的中年妇女居多。
警方决定在晚上行动是有目的的。12点45分，萨蒙的律师威廉·科里根抱着几本法典匆匆赶到地区监狱，被告知“晚7时后任何律师不得入内”。威廉后来说：“他们通知了所有的人，报纸、电台、电视台等等，就是不告诉我们。”
监狱内，办案人员分成四组，连夜轮番提审萨蒙·谢普德达12小时。多年后，萨蒙在他的自传《忍耐与克制》中写道：“一连数小时，他们喝斥我，咒骂我，侮辱我和我的家人们。他们故意编造谎言套供逼供。但我每次都告诉他们，我没有杀害我的妻子。”如此连续三天，实在什么也问不出来，警察们方告罢休。
8月13日，港湾区区长斯班瑟·霍克第四次被带到克利夫兰市警署。这一次，弗兰克·斯托利署长明确地告诉记者们，斯班瑟是“作为玛丽莲·谢普德命案的嫌疑人”，而不是证人。后有消息传出说，霍克区长被传讯是因为萨蒙的哥哥斯蒂文向有关方面报告了一条“不肯透露其来源”的线索。那天，霍克区长被审问5个小时，又在16日做了第二次测谎试验，之后，“斯班瑟·霍克”便从警方的嫌疑人名单上划掉了。但是若干年后，这个名字还会再次被当作嫌疑人提到。
8月17日，卡亚霍加地区大陪审团下达起诉书，指控萨蒙·弗尔摩斯·谢普德预谋杀人。
9月，被告方请来私人侦探兼病理学家安东尼·卡拉卡兹博士。卡拉卡兹博士自己开业之前，曾在沙缪尔·戈尔勃博士领导的卡亚霍加地区法医实验室做了16年验尸官。有记者问及卡拉卡兹博士的计划，他说他将亲自到谢普德家住宅进行现场勘查。后因警方坚持必须有他们的人在场，卡拉卡兹博士放弃了这一打算。
1954年10月18日，双方律师开始为本案的庭审挑选陪审团时，离当年度各级地方政府官员的选举还差两星期。法官爱德华·博里森将竞选连任，首席公诉人、助理检察长乔恩·马昂将竞选法官。为赢得舆论的支持，他们不顾被告方的激烈反对，将所有陪审团候选人的姓名地址透露给记者们。仅仅几天，这些人便不但被媒体捧成了克利夫兰的“知名人士”，而且不断收到认识或不认识的人们打来的电话、寄来的邮件等等，要求他们在裁决时“不违民意”，“反映民众的呼声”。
也因为同样的理由，爱德华·博里森法官驳回了被告方关于“异地审判”的动议，并为新闻界安排了法庭中的最佳位子，还将紧邻的一间会议室划给一家当地电台作播音室。法庭内允许摄像，允许拍照，允许记者们在审判进行时自由出入……被告律师威廉·科里根后来在他关于本案的上诉状中称，整个庭审就如同一次“媒体的罗马狂欢节”。
到1954年11月4日，星期四，“玛丽莲·谢普德谋杀案”正式开庭时，本案的法官与公诉人已双双在竞选中获胜。也就是说，在乔恩·马昂的下一桩案子中，他将以法官的身份出现。
公诉方传唤的第一位证人是主持验尸的莱斯里·亚德逊博士。几乎没有人记住亚德逊博士说了些什么，至少在记者们的报道中很难找到这方面的叙述。令人们久久无法从记忆中抹去的是亚德逊博士带到法庭上的7张玛丽莲伤口的彩色幻灯片。幻灯片投影在墙上一幅6英尺（约2米）见方的幕布上，色彩鲜明，图像清晰，具有“触目惊心”的视觉效果，令旁听席上的不少人或扭头，或掩面，不敢正视。亚德逊博士手执一根木棍，一处一处地讲解玛丽莲身上的35道创伤。从幻灯片上看，伤口多呈半月形或月牙形。其中有一张玛丽莲剥掉头皮后的颅骨，亚德逊博士指点着当中的碎裂塌陷处说，这便是造成受害者死亡的致命伤。
在1954年，彩色幻灯片尚属新技术。虽然并不是第一次出现在法庭，却是第一次用于具有全国性曝光率的案子，连一些来自纽约芝加哥的记者都在其报道中称奇。一年后，联邦最高法院下文禁止在法庭辩论中引入这种“过分血腥过分刺激”的图示。
被告方辩护律师威廉·科里根根据安东尼·卡拉卡兹博士的提示，通过交叉提问向陪审团指出，法医实验室在验尸的过程中没有分析死者的胃容物，没有用显微镜查验伤口及周边血痂内是否沾有诸如油漆、绣斑、纤维等关于凶器的线索，也没有在报告中说明受害者是否被强奸。
夹在走马灯似的办案人员中出庭的还有莱思特·霍维顿博士。他告诉陪审团，早在1950年，他和萨蒙·谢普德在洛杉矶念医学院时，萨蒙就“考虑过离婚”，后因遭到父亲的反对而作罢。那时小“土豆片”刚满三岁。毕业后，1953年，萨蒙再次对莱思特谈到离婚，“我对他说，其实从很多方面讲，玛丽莲都算得是一个不错的妻子。如果他移情别恋，不一定能再找到像玛丽莲那么合适的。我对他说，停妻另娶的结果很有可能是跳出油锅，又进火海，我自己就是例子。”
莱思特说，萨蒙·谢普德确实是一位“花花公子”，与不止一位女士有过密切的关系，但据他所知，从未超越朋友的界限。
莱思特说，在谢普德家做客的那几天，他每日早出晚归。但无论多晚，玛丽莲总替他留着临湖的前门。有一次，玛丽莲还特意关照他晚上进屋后不要锁门，因为第二天一早有女佣来打扫卫生。
由此，被告方作出结论，谢普德家晚上经常是不上锁的，这就给外来的案犯提供了潜入的机会。但公诉方认为，莱思特的证词或许意味着，只是在有客人或家庭成员未归，或有女佣工人等来干活时才会留门。
莱思特还说，案发次日的7月5日，他到港湾医院看望萨蒙，偶然听见斯蒂文·谢普德对萨蒙说：“我们把前后发生的事件捋一捋，免得你在讲述的时候遇到麻烦。”
公诉方指出，这就是被告向警方提供不实之词的证据。
办案人员中的最关键证人是法医实验室主任沙缪尔·戈尔勃博士。他说7月4日搬走尸体后，他翻起玛丽莲床上的一只枕头，从遍布其上的斑斑血迹中看出了“凶器的轮廓”，据戈尔勃博士的判断，那应该是“一把器械”。
什么样的器械？公诉人问。
“手术器械。”
旁听席上的议论声嗡然而起。
一张血枕头的彩色幻灯片投影在幕布上。乍看之下，并没有什么特别，但经戈尔勃博士的一番指点和讲解——这儿是刀刃，这儿是刀柄——确实就有几分像了。戈尔勃博士说，作案过程中的某一刻，案犯肯定把枕头压在了带血的凶器上，所以才会留下如此印记。但这位博士没有说明可能是手术器械中的哪一种，也没有向法庭提供与该印记相吻合的具体器械。
连爱德华·博里森法官也觉得戈尔勃博士的解释未免过于牵强，他插问道：“你是说，只有手术器械才会留下这样的印记？”
戈尔勃博士暗自退了一步：“我的意思是，某些与手术器械相似的物件。”
被告律师威廉·科里根交叉取证：“你知道萨蒙·谢普德博士是手术医师？”。
“哦，当然。”
“他家里有手术器械？”
“是的。”
“你具体地将那些器械与枕头上的血印作过比较吗？”
“没有，只是大致地估量了一下。”
“不用说，港湾医院也有手术器械。你比较过吗？”
“没有。”
威廉·科里根犹豫片刻，终于将他的下一个问题硬咽了回去。他其实很想问：“为什么没有？”但是，“庭审实践”中的最基本法则之一是：千万不要问你不知道答案的问题。威廉·科里根想，万一这位沙缪尔·戈尔勃博士真的是有备而来呢？
很多年以后，人们才知道，戈尔勃博士在法庭上成功地上演了一出《空城记》。他不仅没有在萨蒙·谢普德的家里医院里找到所谓的“手术器械”，他还让办案人员们往全美各医疗器械公司的销售部打电话询问，并遍查各公司的产品目录，当然，是带照片的那种。在上百款各式手术器械及其他医疗器械中，警方始终找不到可以与枕头上的血印相匹配的。
接下来出庭的瑞奇·豪斯特博士是一位大夫。他说，7月5日，星期日，即案发第二天晚上，他应沙缪尔·戈尔勃博士之聘为萨蒙·谢普德验伤。以豪斯特博士的看法，萨蒙的“主要外伤”只是眼睛和脸颊上的青肿。虽然其左半身的大腿和腹部等处神经麻痹，但“不会构成很大的问题”。豪斯特博士认为，萨蒙脖子上的伤完全有可能是“假的”，而且“无法排除他自己打伤自己的可能”。
在回答被告方的交叉提问时，瑞奇·豪斯特博士承认他没有检查萨蒙的颈椎和脊椎，因为他没有神经学方面的经验。
公诉方将苏珊·赫斯放在了最后。12月1日，星期三，当苏珊走上证人席时，有报道称，“法庭内镁光灯闪成一片”。苏珊的证词并无任何新奇之处，不过是将那些人们百听不厌的故事复述了一遍。
被告方的第一位证人斯蒂文·谢普德博士首先以主治医生的身份驳斥了公诉方专家对萨蒙的验伤结论：“我不敢苟同豪斯特博士的意见……对我来说，左半身神经麻痹意味着‘很大的问题’……譬如因颈椎或脊椎神经系统受伤引起的偏瘫。”
斯蒂文说，7月4日早晨6点多钟他赶到萨蒙家时，看见萨蒙的灯芯绒夹克外套在客厅的地毯上，他曾于匆忙过往中踩在上面。但是两小时后警方拍照时，外套就叠得整整齐齐地摆放在沙发上了。
斯蒂文说，那天早晨，他在二楼卫生间看见一颗烟蒂漂浮在马桶里。当时在二楼担任警戒的港湾区警察杰·休巴契对他说，警察们也已经看到了烟蒂，并说那是现场证据。因为萨蒙不抽烟，玛丽莲偶尔抽带过滤嘴的，和马桶中的烟蒂完全不同，而且在怀孕以后就戒掉了。所以很明显，谢普德家一定有外人来过。但是公诉方既没有向法庭提交作为物证的烟蒂，也没有关于烟蒂的证人证词。后来，被告方传杰·休巴契出庭佐证了这一事实。
斯蒂文还说，有人在警方拍照之前挪动过玛丽莲的尸体，因为斯蒂文看见的尸体姿势和公诉方在法庭上出示的照片不一样。
紧接着走上证人席的是鄂里湖街的邻居里奥·斯托维奇，他说7月4日凌晨2点到2点30分之间，他看见一个穿深色衣服的蓬头汉子站在谢普德家的车道上。里奥那天和全家人驾汽艇到鄂里湖钓鱼，回来已是后半夜。
另一位邻居理查德·奈特尔说，他也在谢普德家附近看见一个头发蓬乱穿深色衣服的男人，时间是7月4日凌晨3点15分左右，他和妻子刚刚看完夜场电影《飘》回家。
来自衣阿华州克林顿市的霍拉斯·唐纳医生说，1952年7月到1953年7月，他曾在港湾医院实习，值夜班时经常到谢普德家请萨蒙博士看急诊病人的X光片。霍拉斯告诉法庭，谢普德家的房门几乎从不上锁，而且萨蒙睡觉很沉，通常都是玛丽莲先醒了，再叫醒萨蒙。
12月9日，星期四，萨蒙·谢普德自己走上证人席，他花了两天的时间讲述案发前后的大小相关事件，以及被捕后的遭遇，诸如警方怀疑他是否因为吸毒才对当时的情况记忆模糊，又怀疑是否因为玛丽莲怀了别人的孩子萨蒙才顿起杀心，等等。
公诉方的交叉取证也花去了两天，其重点仍是萨蒙·谢普德与其他女人的关系。萨蒙承认，1950年，他因为在洛杉矶结识了一位女子，所以想到要和玛丽莲离婚。
公诉人乔恩·马昂又问到茱丽·罗斯曼，萨蒙博士在克利夫兰的一位病人。
“……你们把车停下？”
“我相信是的。”
“然后，你们做了什么？”
“我们讨论了她的病情。”
“你吻了她吗？”
“是的，先生。”
“那也是你治疗的一部分？”
“我不知道是我吻她还是她吻我，据我的印象应该是后者。只是，我没有拒绝她。”
乔恩·马昂关于苏珊·赫斯的问题详尽到她和萨蒙·谢普德每次约会的具体时间地点。被告律师威廉·科里根起身抗议，称这样的问题与“谋杀”毫无关系，而且没有必要如此一而再再而三地在大庭广众之下羞辱赫斯小姐。但法官爱德华·博里森却不以为然：“本案被告被控杀妻罪，所以不可不考虑他和其他女人的关系。”
公诉人继续提问：“你向赫斯小姐提到过离婚吗？”