可格林格拉斯不知道，追查他的行踪已成为当时美国情报机构的头等大事。6月16日，格林格拉斯被捕，随即，他供出了姐夫朱利叶斯，但没有牵连到姐姐埃塞尔。不过他妻子露丝没有把住口风，埃塞尔也成了怀疑目标。
朱利叶斯也在当天被传讯，他矢口否认与间谍活动有关的任何联系，在“原子弹投到日本之前，我一点都不知道它的情况”。掌握了确凿证据的FBI自然不相信他的辩解，7月17日，朱利叶斯被捕；8月11日，埃塞尔被捕。
1951年3月6日，纽约联邦法院开庭审理罗森堡夫妇，他们被指控共谋从事违反1917年间谍法案的间谍活动，对这种罪名的最终处罚是死刑或30年以上的有期徒刑。
受牵连的曼哈顿工程计划机械师格林格拉斯
检察官指控罗森堡夫妇“在战争期间，在我们历史的紧要关头，参与反对我国的密谋活动。他们从事的间谍活动格外严重。我们将证明罗森堡夫妇在苏联国民和在本国的苏联特务的帮助下，煞费苦心地制定并付诸实施了一个周密的计划，使他们能够通过格林格拉斯窃取关系到我们国家生存和世界和平的武器——原子弹”。
其时冷战已经爆发，美苏双方剑拔弩张，美国国内的政治气氛也极为紧张。杜鲁门政府在对政府雇员进行“忠诚调查”，日后臭名昭著的约瑟夫·麦卡锡开始了政治迫害，这使得审判从最初就笼罩着浓重的意识形态色彩。
格林格拉斯作为证人出庭作证。他说他是在1944年被派到洛斯阿拉莫斯工作的，作为一个机械师，起初并不了解原子弹工程的性质。直到1945年1月，他在纽约度假时从朱利叶斯那里听说了从事此项工程的重要科学家的名字和工厂中实施的安全措施的详情，并且看到一份高能爆炸内引爆炸装置模型的草图后，才第一次得知了此项工程的性质。
专家证人当中有一个名叫沃尔特·科斯基的物理化学家，是在洛斯阿拉莫斯研究内引爆装置的。科斯基看了公诉人出示的三件物证——格林格拉斯新近画的内引爆装置模型草图，这是他凭记忆按照1945年1月和6月转交给罗森堡和戈尔德的蓝图原样画的。科斯基认为这几张草图画得“相当精确”，足以“表明原子弹内引爆装置的主要原理”。这些证据和证词把罗森堡夫妇推上了断头台，尽管他们在法庭上否认一切的指控，也没有请任何专家证人为他们证明那几张草图并未涉及原子弹设计的核心秘密。
