后来，警方在他的宿舍中搜查时发现了有关谋杀和盗窃的证物。警方立刻将他与之前的“口红杀手”联系在一起。为了能够将海伦斯定罪，警方对他采用了暴力审讯的方法，比如：对监狱中的海伦斯施加野蛮手段；采用“高科技的手段”——用硫喷妥钠（俗称“吐真剂”）以让他交代事实，但却没有得到有价值的线索。
在法庭上，警方提供了关于海伦斯犯有谋杀案的证据：苏珊娜家中的敲诈信笔迹与被害者弗朗西斯家中的口红笔迹在鉴定后完全一致；敲诈信背面所提取到的指纹也与弗朗西斯家中的门把手上的指纹相吻合。这些指纹都是海伦斯的，另外，在海伦斯宿舍中发现的两本书籍，正是在苏珊娜失踪当晚丢失的。
诸多媒体对这起案件进行跟踪报道。更有媒体称此案为“世纪大案”，对案子进行了全程追踪报道。还有媒体直接宣布，“口红凶手”就是威廉·海伦斯，应该早日服法。在这样的氛围中，律师建议海伦斯应该早日认罪，以逃避死刑判决。
最终，威廉·海伦斯承认了三起谋杀案的罪行，在1947年9月4日，他被宣判终身监禁。