К несчастью для Марии, почти сразу же после того, как она перевела Кэрол в новый госпиталь, полиция арестовала ее за подложные чеки, которые она подписала.
Майкл Хилли ухватился за факт отсутствия матери и потребовал, чтобы Карол обследовали на наличие яда. Хотя это и звучало дико, доктор Томпсон все-таки согласился. Прежде всего он осмотрел ногти Кэрол на руках и на ногах на наличие следов, известных как линии Олдриджа — Миза, точных признаков наличия мышьяка. Результаты оказались положительными, и при дальнейшем обследовании в организме Кэрол Хилли обнаружилось высокое содержание мышьяка.
Это открытие побудило Майкла снова связаться со следователем по делам о насильственной смерти. Он написал Ральфу Филлипсу письмо, высказав свои подозрения по поводу отравления мышьяком Кэрол и безвременной кончины своего отца и бабушки. «Я думаю, что она делала уколы мышьяка моему отцу, раз она, бесспорно, делала их моей сестре»[7]. Майкл также написал, что, по его мнению, мать страдает психическим расстройством, и он хочет помочь ей, но для этого надо точно знать, что она натворила. К счастью для него, Мария в этот момент все еще находилась в заключении, и поэтому он смог провести расследование без помех.
26 сентября 1979 года Марию Хилли допросили по поводу смерти ее мужа и матери, а также отравления дочери. Она пыталась изворачиваться, но после двух часов допроса призналась, что делала Кэрол уколы и дома, и в больнице. В то же самое время Фрида сходила на квартиру Кэрол и нашла там небольшую бутылочку с неизвестной жидкостью. Анализ жидкости показал, что это мышьяк. Хоть этого было достаточно для осуждения, 3 октября 1979 года эксгумировали тело Фрэнка Хилли. Токсикологический отчет показал в тканях тела наличие огромного количества мышьяка. Затем эксгумировали тело Люсиль Фрейзьер, и опять полиция обнаружила в ее теле следы мышьяка, хотя было подчеркнуто, что убил ее все-таки рак.
В октябре 1979 года Одри Марии Хилли предъявили обвинение в убийстве мужа и попытке убить собственную дочь. Любопытно, что ее сын обратился к нескольким друзьям семьи помочь ей собрать залоговую сумму, которая, учитывая, что Мария находилась в тюрьме за убийство, оказалась очень низкой — всего десять тысяч долларов.
Ее освободили 11 ноября и, ее адвокат, Вилфорд Лейн, предложил остановиться где-нибудь в мотеле в Бирмингаме, чтобы избежать приставаний прессы. Через несколько дней Мария сказала Лейну, что боится, как бы сестры Фрэнка не пришли за ней. Они хотят ее крови, заявила она и уговорила Лейна сменить отель. Лейн согласился, но 18 ноября он с женой решил нанести Марии неожиданный визит. Лейна ошеломило то, что он увидел. Комната была разорена, повсюду разбросаны одежда и другие предметы. Мария исчезла вместе с кредитными карточками и чековыми книжками, и единственным следом ее пребывания была написанная от руки записка, в которой говорилось: «Лейн, вы направили меня прямо к ней. Я свяжусь с вами». Естественно, подразумевалось, что одна из сестер Фрэнка нашла Марию, но никто не поверил в эту версию, догадываясь, что Мария просто исчезла, чтобы начать новую жизнь где-нибудь еще. По совпадению, в тот же самый день, когда исчезла Мария, Кэрри Хилли (мать Фрэнка Хилли) умерла от рака, но испытания, проведенные на пряди ее волос за несколько недель до смерти, показали наличие мышьяка.
Теперь к действиям приступило ФБР. Было выпущено множество описаний сбежавшей. «Миссис Хилли, — говорилось в описании, — 5 футов один дюйм ростом, вес 110 фунтов. Глаза зеленые, волосы каштановые. Особая примета — шрам на суставе пальца.» Но неуловимая миссис Хилли нигде не объявилась. Единственной зацепкой для ее нахождения была кража, которая произошла в Блю Маунтен, через несколько дней после ее исчезновения. Был украден автомобиль, принадлежащий тете Марии, Маргарет Ки, а также кое-что из ее одежды. Позднее автомобиль обнаружился в Мариетте, Джорджия, и ФБР смогло проследить Марию до мотеля в Саванне, но когда они туда добрались, беглянка уже исчезла. Немного позже полицейские сделали вывод, что Мария, по-видимому, начала новую жизнь, работая в качестве секретарши. Они знали ее как идеального работника и предположили, что она никогда не согласится на работу ниже своих способностей. Они также понимали, что Хилли продолжит вести комфортную жизнь и, учитывая прошлое, будет очень внимательна к своей внешности, и вероятно регулярно станет посещать салоны красоты. Кроме того, ФБР также выдвинуло теорию, что Мария Хилли может страдать расстройством личности, и 16 октября 1980 года в «Нью-Йорк Таймс» появился следующий заголовок: «БЕГЛЯНКА-ОТРАВИТЕЛЬНИЦА МОЖЕТ ИЗМЕНЯТЬ СВОЮ ЛИЧНОСТЬ». В статье указывалось, что «беседы с друзьями и родственниками миссис Хилли привели (ФБР) к мнению, что она может выдавать себя за другую персону. ФБР также сообщило, что она использовала множество имен, среди них Менди Хилли. Джулия Хилли, М. Ф. Хилли и Маргарет Ки, настоящее имя своей тети.