Помбал действовал с тонкой расчетливостью. Слухи о нападении были официально опровергнуты; временное заключение короля приписали падению. В течение трех месяцев тайные агенты министра собирали доказательства. Был найден человек, который показал, что Антониу Феррейра одолжил у него мушкет 3 августа и вернул его 8 сентября. Другой человек заявил, что Феррейра одолжил у него пистолет 3 сентября и вернул его через несколько дней. По словам обоих свидетелей, Феррейра состоял на службе у герцога Авейру. Сальвадор Дуран, слуга в Белене, дал показания, что в ночь нападения, когда он держал ассигнацию у дома Авейру, он услышал, как некоторые члены семьи Авейру возвращались с ночного предприятия.
Помбал подготовил свое дело с осторожностью и дерзостью. Он отменил предусмотренную законом процедуру, в соответствии с которой подозреваемых дворян должен был судить суд их сверстников; такой суд никогда бы их не осудил. Вместо этого, в качестве первого публичного разоблачения преступления, король издал 9 декабря два указа: один назначал доктора Педру Гонсалвиша Перейру судьей, председательствующим в Специальном трибунале по делам о государственной измене; другой приказывал ему обнаружить, арестовать и казнить виновных в покушении на убийство короля. Гонсалвеш Перейра был уполномочен игнорировать все обычные формы судопроизводства, а трибуналу было велено исполнить свои постановления в день их оглашения. К этим постановлениям Помбал добавил манифест, расклеенный по всему городу, в котором рассказывалось о событиях 3 сентября и предлагалось вознаграждение любому человеку, который даст показания, способные привести к аресту убийц.17
13 декабря правительственные чиновники арестовали герцога Авейру, его шестнадцатилетнего сына маркиза Гувейю, его слугу Антониу Феррейру, старого и младшего маркизов Таворы, старую маркизу Тавору, всех слуг этих двух семей и еще пятерых дворян. Все иезуитские коллегии в этот день были окружены солдатами; Малагрида и двенадцать других ведущих иезуитов были заключены в тюрьму. Чтобы ускорить дело, королевский указ от 20 декабря разрешил (вопреки португальскому обычаю) применять пытки для получения признаний. Под пытками или угрозой их применения были допрошены пятьдесят заключенных. В нескольких признаниях был замешан герцог Авейру; сам он под пытками признал свою вину; Антониу Феррейра признал, что стрелял в карету, но поклялся, что не знал, что предполагаемая жертва - король. Под пытками несколько слуг Таворов скомпрометировали всю семью; младший маркиз признался в соучастии; старший маркиз, замученный до смерти, отрицал свою вину. Помбал сам помогал в допросе свидетелей и заключенных. Он приказал изучить почту; он утверждал, что нашел в ней двадцать четыре письма герцога Авейру, нескольких Таворов, Малагрида и других иезуитов, в которых они уведомляли своих друзей или родственников в Бразилии о неудавшейся попытке и обещали возобновить усилия по свержению правительства. 4 января 1759 года король назначил доктора Эусебио Тавареса де Сикейру защитником обвиняемых. Секейра утверждал, что признания, полученные под пытками, ничего не стоят как улики, и что все обвиняемые дворяне могут подтвердить алиби на ночь преступления. Защита была признана неубедительной; перехваченные письма были признаны подлинными и подтверждающими признания, и 12 января суд объявил всех обвиняемых виновными.
Девять из них были казнены 13 января на общественной площади Белена. Первой умерла старая маркиза Тавора. На эшафоте палач наклонился, чтобы связать ей ноги; она оттолкнула его, сказав: "Не прикасайся ко мне иначе, как для того, чтобы убить меня!"18 После того как ее заставили увидеть орудия - колесо, молот и пищали, которыми должны были умертвить ее мужа и сыновей, ей отрубили голову. Два ее сына были разбиты о колесо и задушены; их трупы лежали на эшафоте, когда на него взошли герцог Авейру и старый маркиз Тавора. Им нанесли те же сокрушительные удары, а герцогу позволили продержаться в агонии, пока не завершилась последняя из казней - сожжение заживо Антонио Феррейры. Все трупы были сожжены, а пепел выброшен в Тежу. В Португалии до сих пор спорят о том, хотели ли дворяне, по общему признанию, враждебно относившиеся к Помбалу, убить короля.
Были ли иезуиты замешаны в этом покушении? Не было сомнений в том, что Малагрида в своих страстных высказываниях предсказал падение Помбала и скорую смерть короля;19 И несомненно, что он и другие иезуиты проводили конференции с титулованными врагами министра. Он намекнул на свою осведомленность о заговоре, написав одной из придворных дам письмо, в котором умолял ее усыпить бдительность Жозефа перед лицом надвигающейся опасности. На вопрос в тюрьме, откуда он узнал о такой опасности, он ответил: "На исповеди".20 Кроме этого (по мнению антииезуитского историка), "нет никаких позитивных доказательств, связывающих иезуитов с возмущением".21 Помбал обвинил их в том, что они своими проповедями и учением возбудили своих союзников до убийства. Он убеждал короля, что сложившаяся ситуация дает монархии возможность укрепиться в борьбе с Церковью. 19 января Жозеф издал эдикты об аресте всего имущества иезуитов в королевстве и о заключении всех иезуитов в их домах или колледжах в ожидании решения Папы по выдвинутым против них обвинениям. Тем временем Помбал использовал правительственную прессу для печати, а его агенты - для широкого распространения в стране и за рубежом брошюр с изложением дела против дворян и иезуитов; по-видимому, это был первый случай, когда правительство использовало печатный станок для объяснения своих действий другим странам. Возможно, эти публикации оказали определенное влияние на изгнание иезуитов из Франции и Испании.