哀婉动人的信件打动了千千万万的普通美国民众，美国一家左倾的杂志《国民前卫》发表了记者威廉·鲁本写的调查报告，该报告在连载7周后，美国的舆论明显发生了转变，人们不再都认为被告有罪了。要求复审罗森堡一案的呼声越来越高。美国成立了“确保公正审理罗森堡案件全国委员会”，鲁本担任该委员会的代理主席。然而，1952年2月25日上午10点，纽约美国巡回上诉法院驳回了罗森堡案件的上诉请求，他们的深挚情感没有打动美国的司法和行政当局。
与此同时，不断有知名人物加入重审罗森堡案的请愿行列，这里面，包括两位诺贝尔奖金获得者，一位是“曼哈顿计划”原负责人哈罗德·尤里博士，另一位就是爱因斯坦。欧洲报界也开始关注此案，一些意大利左翼刊物甚至对于教皇庇护十二世没有出来讲话而表示遗憾。
新任总统艾森豪威尔驳回了所有的请愿书。1952年6月19日上午8点零6分，朱利叶斯·罗森堡被执行电刑死亡，几分钟后，轮到埃塞尔·罗森堡坐上电椅。这个女人淡定地从一群犹太教教士面前走过，带着类似蒙娜丽莎的微笑。在上电椅前，她向监狱的女看守伸出了双手，并把她拉到身边，在她面颊上轻轻地吻了一下。8点16分，埃塞尔死亡。正像《纽约时报》报道的那样，罗森堡夫妇“镇定自若地死去了，使得目击者很惊讶”。
在罗森堡夫妇死后许多年里，他们的案件成了杂志、报纸、书籍、戏剧和电视报道的主题。在许多公开发表的文章中，考夫曼法官和美国联邦调查局都受到了抨击。1989年10月，柏林墙倒塌，持续半个世纪的冷战终于结束。两年后，苏联解体，俄罗斯公开了原子弹间谍案的档案：朱利叶斯·罗森堡确实是苏联间谍，他的妻子则对此事一无所知。
当原子弹间谍案刚被揭开之时，大批的苏联间谍纷纷潜逃，而可怜的朱利叶斯则因为他在间谍网中处于无足轻重的地位，竟然没有人通知他逃跑，从而成了苏联情报机构的牺牲品。至此，原子弹间谍案总算真相大白了。
