Слухи о зверствах Салтычихи поползли еще до того, как началось следствие. В Москве судачили, что она жарит и ест маленьких детей, пьет кровь молоденьких девушек. Подобного, правда, на самом деле не было, но и того, что было, хватало с лихвой. Иногда говорят, оправдывая ее, что, мол, молодая женщина подвинулась рассудком из-за отсутствия мужчины. Это неправда. Мужчины, несмотря на набожность Дарьи, у нее были. Многие почему-то полагают, что эти зверские расправы помещица чинила в преклонном возрасте. На самом деле бесчинствовала Дарья Салтыкова в возрасте от 27 до 32 лет — даже для того жестокого времени она была достаточно молодой женщиной. Она все еще была привлекательна и даже заводила отношения.

В течение долгого времени у помещицы Салтыковой продолжался роман с землемером Николаем Тютчевым — дедом русского поэта Федора Тютчева. Но Тютчев женился на другой, и разъяренная Салтычиха приказала своим верным помощникам убить бывшего возлюбленного. Планировалось взорвать его при помощи самодельной бомбы в доме молодой жены. Однако план не удался — исполнители попросту струсили. Убивать крепостных — куда ни шло, но вот за расправу над дворянином дыбы и четвертования не избежать. Салтычиха подготовила новый план, предполагавший нападение на Тютчева и его молодую жену из засады. Но кто-то из предполагаемых исполнителей известил Тютчева о готовящемся покушении анонимным письмом, и дед талантливейшего поэта избежал гибели.

Возможно, зверства Салтычихи так бы и остались в тайне, если бы в 1762 году с челобитной к только что взошедшей на престол Екатерине не прорвались двое крепостных — Савелий Мартынов и Ермолай Ильин. Терять мужикам было уже нечего — от рук Салтычихи погибли их жены. История Ермолая Ильина и вовсе ужасна: помещица поочередно убила трех его жен. В 1759 году первую супругу, Катерину Семенову, забили батогами. Весной 1761 года ее судьбу повторила вторая жена, Федосья Артамонова. В феврале 1762 года Салтычиха забила поленом третью жену Ермолая, тихую и кроткую Аксинью Яковлеву.

Императрица не испытывала большого желания ссориться со знатью из-за черни. Однако масштаб и жестокость преступлений Дарьи Салтыковой заставили Екатерину II ужаснуться. Она приняла решение устроить показательный процесс. Расследование шло очень тяжело. Высокопоставленные родственники Салтычихи надеялись, что со временем интерес государыни к делу пропадет, и его удастся замять. Следователям предлагали взятки, всячески мешали в сборе улик. Сама Дарья Салтыкова своей вины не признала и не раскаялась, даже когда ей угрожали пытками. Применять их, правда, в отношении родовитой дворянки не стали.

Тем не менее следствие установило, что в период с 1757 по 1762 годы у помещицы Дарьи Салтыковой при подозрительных обстоятельствах погибли 138 крепостных, из которых 50 официально считались «умершими от болезней», пропали без вести 72 человека, 16 считались «выехавшими к мужу» или «ушедшими в бега». Следователям удалось собрать доказательства, которые позволяли обвинить Дарью Салтыкову в убийстве 75 человек. Шесть лет делом занимался безродный чиновник Степан Волков и его помощник — надворный советник князь Дмитрий Цицианов.

Следователи изучили записи о движении крепостных душ, в которых было отмечено, какие крестьяне были проданы, кто был отправлен на заработки и кто умер. Было выявлено много подозрительных записей о смертях. Так, например, двадцатилетняя девушка могла поступить на работу в качестве прислуги и через несколько недель умереть. Некоторых крестьянок будто бы отпускали в родные деревни, после чего они тут же умирали или пропадали без вести. Затем был произведен повальный обыск в московском доме Салтычихи и в Троицком, сопровождавшийся опросом сотен свидетелей. Были обнаружены бухгалтерские книги, содержавшие информацию о взятках чиновникам московской администрации, а опрошенные рассказали об убийствах, сообщили даты и имена жертв.

Московская юстиц-коллегия сочла, что в 11 случаях крепостные оговорили Дарью Салтыкову. Из оставшихся 64 убийств в отношении 26 случаев была применена формулировка «оставить в подозрении» — то есть было сочтено, что доказательств недостаточно. Тем не менее полностью доказанными были признаны 38 зверских убийств, совершенных Дарьей Салтыковой.

Дело помещицы передали в Сенат, который вынес решение о виновности Салтычихи. Однако сенаторы решения о наказании не приняли, оставив его Екатерине II. Архив императрицы содержит несколько черновиков приговора — Екатерина мучительно думала, как наказать нелюдя в женском обличье, который к тому же является родовитой дворянкой.

Приговор был утвержден 2 октября (13 октября по новому стилю) 1768 года. В выражениях императрица не стеснялась — Дарью Салтыкову Екатерина называла «бесчеловечной вдовой», «уродом рода человеческого», «душой совершенно богоотступной», «мучительницей и душегубицей».

Салтычиху осудили к лишению дворянского звания и пожизненному запрету именоваться по фамилии отца или мужа. Также она была приговорена к одному часу особого «поносительного зрелища» — помещица стояла прикованной к столбу на эшафоте, а над ее головой висела надпись: «Мучительница и душегубица». После этого она была пожизненно сослана в монастырь, где ей надлежало находиться в подземной камере, куда не поступал свет, и было запрещено общаться с людьми, кроме охранника и монахини-надзирательницы. Помимо этого императрица своим указом от 2 октября 1768 года постановила вернуть двум сыновьям Салтыковой все имущество матери, до той поры находившееся в опекунском управлении. Ссылкой на каторжные работы наказали сообщников Дарьи Салтыковой (священника села Троицкого Степана Петрова, одного из «гайдуков» и конюха помещицы).

«Покаянная камера» Дарьи Салтыковой представляла собой подземное помещение высотой чуть больше двух метров, свет в которое не попадал вовсе. Единственное, что разрешалось — зажигать свечу во время еды. Заключенной не разрешались прогулки, из темницы ее выводили лишь по крупным церковным праздникам к маленькому окошку, чтобы она могла слышать колокольный звон и издалека наблюдать службу.

Режим смягчили спустя 11 лет заключения — Салтычиху перевели в каменную пристройку храма, в которой имелось небольшое окошко и решетка. Посетителям монастыря было дозволено не только смотреть на осужденную, но и разговаривать с ней. На нее ходили смотреть, как на диковинного зверя. Дарья Салтыкова действительно отличалась отменным здоровьем. Существует легенда, что после 11 лет под землей она закрутила роман с охранником и даже родила от него ребенка.

Умерла Салтыкова уже в новом столетии — в ноябре 1801 года, мучаясь в бешеных припадках безумия. Ей был 71 год, и больше 30 из них она провела в заключении. Нет ни одного свидетельство о том, что Дарья Салтыкова раскаялась в содеянном.

Современные криминалисты и историки предполагают, что Салтычиха страдала психическим расстройством, о характере которого можно только догадываться. С одной стороны, она вела себя как верующий человек, с другой — совершала садистские преступления. Один из возможных диагнозов может быть «эпилептоидная психопатия». Люди с подобным отклонением совершают самые жестокие убийства. Преддверием к убийству является злобно-угрюмое настроение. Такие психопаты проявляют жестокость к животным. Их сексуальная активность относительно невысока, но они склонны к ревности. В то же время они бережливы и рачительны в денежных делах. Это описание вполне соответствует характеру Салтыковой.