Tindakannya terungkap ketika dokter senior mengkhawatirkan jumlah kematian yang tidak dapat dijelaskan dan kondisi pingsan di unit neonatal, tempat bayi prematur atau sakit dirawat. Periode ini berjalan selama 18 bulan sejak Januari 2015.
Dengan dokter tidak dapat menemukan alasan medis, polisi dipanggil. Setelah penyelidikan yang panjang, menurut keterangan jaksa Nick Johnson, Letby yang telah terlibat dalam perawatan bayi ditunjuk sebagai kehadiran jahat yang terus-menerus ketika keadaan memburuk.
Selama berbulan-bulan menemukan bukti yang kuat amat menyulitkan, tetapi persidangan menyatakan dia adalah pembunuh yang gigih. Terlebih lagi gambaran Letby di media sosial menggambarkan seorang perempuan yang bahagia dan tersenyum dengan kehidupan sosial yang sibuk. Pada salah satu foto yang diunggah, dia terlihat sedang menggendong bayi.
Juri diberi tahu, Letby pernah mencoba empat kali untuk membunuh seorang bayi perempuan sebelum dia akhirnya berhasil. Ketika ibu korban yang lain memprotes saat dia melakukan tindakan yang keliru, Letby berkata: "Percayalah, saya seorang perawat".
Detektif menemukan dokumen dan catatan medis yang merujuk pada anak-anak yang terlibat dalam kasus tersebut saat mengeledah rumah Letby usai penangkapan. Dia juga melakukan pencarian media sosial untuk orang tua dan keluarga bayi yang terbunuh.
Letby mengaku tidak pernah mencoba menyakiti bayi-bayi itu dan hanya ingin merawatnya saja. Dia justru menyalahkan staf lain yang tidak aman di bangsal dan kondisinya yang kotor.
Menurut Letby, empat dokter telah bersekongkol untuk menyalahkannya atas kegagalan unit tersebut. Dia menulis pesan "Saya jahat" karena dia merasa kewalahan.
Tapi jaksa penuntutan mengatakan, perawat itu adalah seorang pembohong yang dingin, kejam, penuh perhitungan. Dia telah berulang kali mengubah akunnya tentang peristiwa dan catatannya harus diperlakukan sebagai pengakuan.
Inspektur Detektif Paul Hughes yang memimpin penyelidikan mengatakan, tidak menemukan hal yang aneh tentang kehidupan Letby dan tidak dapat menentukan motif apa pun. Hingga putusan pengadilan yang menjatuhkan hukum seumur hidup untuk Letby pada Senin (21/8/2023), pertanyaan itu pun masih menjadi rahasia.
