聯邦調查局確實並沒有掌握任何證據證明埃塞爾·羅森伯格也從事了間諜活動。然而，在以後的庭審中，格林格拉斯夫婦提供的證詞卻把他的姐姐埃塞爾推上了斷頭台。
羅森伯格夫婦和格林格拉斯受到聯邦大陪審團傳訊後都以陰謀從事間諜活動罪受到起訴，格林格拉斯服罪，承認從事過間諜活動，並出庭作證。
格林格拉斯詳細敘述了在洛斯阿拉莫斯服役期間，羅森伯格是如何誘惑他參與間諜活動的，他是如何把搜集到的有關原子彈的機密情報交給羅森伯格，又是如何與戈爾德接頭聯係。他舉證說羅森伯格曾送給他一個盒子，但隻有一半，盒子的另一半在戈爾德手裡，那是被用來做情報交接時的暗號。事後，他出示了盒子，確實與戈爾德提供的吻合。
格林格拉斯向法官揭發：他的姐夫羅森伯格在戈爾德間諜案爆發後多次慫恿他逃亡蘇聯，但都被他堅決拒絕了。後來，羅森伯格看見他遲遲不行動沒有離開紐約去蘇聯的意思，又提出他至少必須先到墨西哥避避風頭，為此給了他4000美元。那一捆錢被他用膠帶粘好，一直藏在壁爐的煙道裡，事後，聯邦調查局的特工果然在煙道裡找到了那筆錢。
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聯邦調查局還在羅森伯格家中找到了一些出境簽證照片，再經過對為他拍攝這些照片的攝影師的調查核實，證實羅森伯格也有逃往墨西哥的打算。因此聯邦調查局斷定，朱利葉斯·羅森伯格確實是一名長期潛伏在美國的蘇聯間諜。
在說到自己的姐姐時，格林格拉斯口氣堅決地說：“她有一架‘雷明頓’牌便攜式打字機，我經常看到她在秘密地打文件，這無疑是在為蘇聯情報部門服務。”
檢察院在掌握了充分證據之後對羅森伯格夫婦提起訴訟。1951年3月6日，紐約聯邦法院開庭審理羅森伯格夫婦，他們被指控共謀從事違反“1917年間諜法案”的間諜活動，對這種罪名的最重處罰是死刑或30年以下的有期徒刑。
檢察官指控三位被告：在戰爭期間，在我們曆史的緊要關頭參與反對我國的密謀活動。他說，將會有充分的證據證明羅森伯格夫婦是如何勸說格林格拉斯從事間諜活動的，而他們通過格林格拉斯竊取了關係到美國國家生存和世界和平的武器——原子彈的情報。
法庭強調由於案件觸及軍事機密，不便公布羅森伯格夫婦所犯罪行的具體細節。對於美國政府來說，蘇聯是美國在“冷戰”時期最大的敵人，他們絕不會饒恕投敵叛國者。因此儘管律師、群眾等社會各界強烈譴責、抗議審判結果，但政府仍然沒有改變決定。這時東西方“冷戰”已經開始，美蘇關係非常緊張，美國國內彌漫著強烈的反共情緒。在這樣的政治背景下，對羅森伯格夫婦的審判一開始就籠罩著濃重的意識形態色彩。
羅森伯格夫婦在辯護律師布洛克父子的陪伴下鎮定自若地走上法庭，顯示出獨具的嚴肅和冷靜，仿佛將生死早已置之度外。所有人都在期盼目睹一場唇槍舌劍、精彩絕倫的世紀審判，然而事實並非如此。在證人們依次出庭指證羅森伯格夫婦之後，夫婦倆表現得非常平淡。羅森伯格拒不承認自己是間諜，但當要求對此做出解釋時，他說除了在法庭上聽到過的以外，他說不出原子彈是怎麼回事，也沒有學過核物理等課程，他沒有試圖勸說格林格拉斯夫婦離開這個國家，也沒有給他們夫婦提供過旅費，他和妻子根本沒打算逃離這個國家。總之，否定了對他所有的指控，表現得既傲慢又不合作。而埃塞爾和她的丈夫一樣，甚至還表現出對法庭的藐視，她全麵證實了丈夫的證言，宣稱自己是美國的忠實公民，從未參與過間諜活動。她強調說，她弟弟和弟妹說的一切是假的。
陪審團原本就比較信服人證物證，再加上被告夫婦態度冷漠，甚至有藐視法庭的味道，陪審員們失去了對羅森伯格夫婦的同情心。
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