。除此之外，唯一的聯係就是信件，夫妻倆交換了大量的信件，他們在信件中互訴衷腸，相互鼓勵。這些情意綿綿的信件同時被他們的律師複製，用在他們的孩子所寫的《我們是你們的兒子》一書中，被廣泛閱讀。這些感人至深的信件使羅森伯格夫婦得到廣泛的同情。
羅森伯格夫婦是美國曆史上唯一以“間諜罪”處死的平民，這一間諜案曾在美國甚至全世界引起巨大影響。
1953年6月10日，上級法院最後駁回羅森伯格夫婦的上訴，決定於6月18日行刑（後又延期一天）。從6月10日至18日，羅森伯格夫婦間諜案在美國乃至全世界都引起了轟動。世界各地發生了幾百起支持羅森伯格夫婦的示威遊行。羅馬教皇向艾森豪威爾發出呼籲，希望總統能免除羅森伯格夫婦一死。在巴黎，成千上萬的人湧上街頭，譴責美國“野蠻地迫害忠良”；在愛爾蘭，中央情報局都柏林情報站遭到燃燒彈襲擊；倫敦的交通被抗議者堵塞；意大利許多城市發生了持續15分鐘的罷工。即使是在美國最高法院，法官們也存在意見分歧。那些相信羅森伯格夫婦是善良無辜的人經常聚集在聯邦法院門口，手舉標語，為夫婦倆喊冤叫屈。
聯邦調查局在量刑的同時指出，如果羅森伯格夫婦願意招供，可以為他們減刑。但從做出死刑判決的1951年4月9日到執行死刑的1953年6月19日，羅森伯格夫婦始終拒絕跟聯邦調查局合作，在審訊中一直堅持認為自己無罪。
6月19日，死刑馬上就要執行了，羅森伯格夫婦的兩個兒子邁克和羅伯特在律師的帶領下，站在白宮門前祈求美國總統不要讓他們成為孤兒。總統對他們要求寬赦的申訴書還沒有明確表態，羅森伯格夫婦剩下最後一線希望。下午2時，白宮新聞秘書告訴等候的記者：“總統拒絕介入此事。”艾森豪威爾不介入此事其實就是表示讚同法院判決。事後，總統在給他在韓國服兵役的兒子的一封信中這樣寫道：“羅森伯格夫婦被處死，隻是死了兩個人，但他們向蘇聯提供的原子彈製造技術，卻能殺死成千上萬的人。”
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1963年6月19日晚上8點整，行刑的時辰到了，朱利葉斯·羅森伯格走在通往行刑室長長的走廊上，一位年輕的猶太教教士走在前麵，嘴裡誦著《聖詩》第23首的詞句：“是的，縱然我在死亡的幽穀漫步，我也不懼怕魔鬼，因為你與我同在……”他被固定在電椅上，一條電極接到他腿上，另一條電極連著頭盔戴到他頭上，此時，他平靜地凝視著前方，嘴角略顯一絲笑意。劊子手合上了電閘，高達2000伏的電流穿過羅森伯格的身體。8點6分，監獄看守宣布羅森伯格已經死亡。
埃塞爾緊隨其後，她異常平靜地與兩年來一直看護她的女看守吻別，然後徑直走上電椅。不幸的是埃塞爾在接受第一次電擊後沒有死亡，於是行刑人員給她進行了第二次，從她的頭部一次又一次冒出一縷縷白煙，情形慘不忍睹，10分鐘後埃塞爾也死去。
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