com o fim da exposição, as rendas do hotel acusou uma queda brutal e Holmes logo encontrou-se curto de dinheiro. Para obter a receita incendiou o último andar do seu imóvel e reivindicou a sua seguradora um prémio de 60 000 dólares, sem pensar que a empresa poderia fazer uma investigação antes de pagá-los. Uma vez descoberto, o médico se refugiou no Texas, onde fez golpes que o levaram pela primeira vez para a prisão., Libertado sob fiança, voltou a sair alguns meses depois não sem ter posto em pé uma nova operação criminosa.
a ideia era simples: um cúmplice, chamado Pitezel, deveria ter um seguro de vida em uma empresa da Filadélfia. Então ele se apresentaria como seu um cadáver anônimo desfigurado por um acidente. O prémio que a Sra. Pitezel cobraria seria repartido e o” morto ” iria por algum tempo fazer-se esquecer a América do Sul., No entanto Holmes mudou de planos e realmente matou Pitezel, evitando a busca de um cadáver desfigurado e ficando com todo o dinheiro da prima, como ele então se livrou de seus filhos.
no entanto, um ex-colega de cela, Marion Hedgepeth, denunciou-o, e a polícia realizou uma investigação. As investigações essenciais foram conduzidas pelo detetive particular Frank Geyer, que teve o mérito de descobrir a verdadeira provação de Holmes e trabalhava para a renomada Agência Nacional de detetives Pinkerton, contratada então pela companhia de seguros., Como resultado, Holmes confessou o golpe para a seguradora e os assassinatos de Pitezel e sua família.
uma vez detido o criminoso, a polícia revistou o hotel, e descobriu-se que este tinha sido utilizado como local de tormento e sala de execuções. Os agentes encontraram câmaras herméticas das quais se podia bombear gás, um forno suficientemente grande para conter um corpo humano, cubas de ácido, e salas equipadas com instrumental cirúrgico de dissecção assim como toda a parafernália da tortura., No julgamento, uma testemunha da acusação descreveu seu trabalho como empregado de Holmes, que o contratou para lhe descarnar três cadáveres a uma taxa de 36 dólares por cadáver.
Holmes foi condenado à morte pelo Tribunal de Filadélfia e enforcado em 7 de maio de 1896, contando então com trinta e quatro anos.
