3 сентября в 4 часа пополудни делегаты комитета, которым было поручено вести расследование, Амар и Севестр, вошли в камеру к знаменитой узнице. Вначале допрос велся как обычно. Королева сочла необходимым все отрицать: никто не передавал ей никаких записок и она утверждала, что какой-то незнакомец приходил «во время ее нервного припадка». Вопросы стали более коварные. Депутаты, казалось, забыли о том деле, которое им поручили для подготовки обвинения. Они спрашивали королеву, что знает она о политическом положении на тот момент, знала ли она о победах французской армии, сохранила ли «отношения с внешним миром». Настаивая на положении заключенной, Мария-Антуанетта утверждала, что она ничего не знает, кроме как то, что слышала от стражников в Тампле. «Вас интересуют успехи вражеской армии?» — спросили у нее напрямую. «Меня интересует успех армии, принадлежащей народу, которым должен править мой сын. Разве есть для матери что-то более важное?» — ответила она довольно ловко. Мария-Антуанетта утверждала, что единственное, что ее тревожит, так это беспокойство о счастье Франции. «Пусть Франция будет великой и счастливой — это все, что мне нужно», — заявила она людям, пытавшимся найти в ее словах компромат.
Допрос вскоре снова вернули к «делу о гвоздике». Ее допрашивали в тот же день свидетели и обвинители. 4 сентября замученная их вопросами она призналась, что получила записку от таинственного посетителя. По ее словам, записка содержала лишь несколько ничего не значащих фраз, на которые она просто ответила, что находится под наблюдением. Она утверждала, что заговор, в котором ее обвиняли, был лишь предлогом, чтобы разлучить ее с сыном. Как и во время первого допроса, следователи задавали самые обычные вопросы. Они спрашивали Марию-Антуанетту, имела ли она отношения и связи с депутатами законодательного собрания? Была ли осведомлена о положении страны в период до 10 августа? И снова Мария-Антуанетта выдавала себя за покорную жену, подчиняющуюся воле своего мужа-монарха: «Я знала лишь то, что мне говорил человек, которому я безоговорочно доверяла».
Расследование закончилось, и было решено перевести ее в другую камеру. Измученная и ослабевшая, Мария-Антуанетта угасала с каждым днем. Возможно, некоторые члены Комитета общественного спасения надеялись, что она умрет своей смертью. Тем не менее Мария-Антуанетта объявлялась виновной в связи с контрреволюцией. Общественность требовала смертного приговора для «подлой австриячки». 9 сентября якобинцы потребовали ускорить процесс и исполнение приговора, которого ждала вся Франция.
Нужно было ждать 3 октября, когда будет составлено обвинение. «Национальный Конвент, — сказал Билло, — только что дал пример жестокости по отношению к предателям, тем, кто разрушает страну. Вдова должна взойти на эшафот, наконец, все ее преступления будут наказаны. Народ ликует, […] хотя она была осуждена тайно! Я прошу, чтобы революционный трибунал на этой неделе представил свое решение», — добавил он. Предложение было принято.
Фукье-Тенвиль, общественный обвинитель, так и не смог собрать досье против Марии-Антуанетты. В Тюильри были пересмотрены все ее личные бумаги и письма. Хотя дело велось очень быстро, депутаты Конвента обратились в суд с делом о Марии-Антуанетте, так же как когда-то они поступили с делом Людовика. 13 октября, накануне первого слушания, Фукье лично отправился в архивы, чтобы найти там доказательства, «которые касались бы дела и могли стать полезными в процессе над вдовой». Не найдя целого ряда документов, он объявил, что все они были уничтожены во время бегства в Варенн, и этого было достаточно!
Кроме того, чтобы вершить обвинение «Австриячки», Фукье-Тинвиль решил воспользоваться обвинениями, которые исходили якобы от… Людовика XVII против своей матери. Когда Симон, которому было поручено воспитание королевского сына, задал ребенку вопрос о столь дурной привычке (мастурбации), ребенок, не задумываясь, ответил, что этому его научила мама. 6 октября официальная комиссия, состоящая из мэра, прокурора и двух членов совета, а также полицейского чина, отправились в Тампль, чтобы взять показания.
Сидя в огромном кресле и болтая ногами, которые не доставали до земли, ребенок утверждал, что его мать и тетка вели тайные переговоры с неким стражником Лепитром, а также Туланом, Венсаном. Он подтвердил, что эти люди передавали что-то королеве и ее золовке, под конец он, хихикая, рассказал, как мать и тетка «приучили его к этим дурным привычкам. […] Он говорил, что его мать не позволяла никому об этом говорить […] и это продолжалось уже довольно давно».