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据清人梁恭辰在《北东园笔录初编》中记载，王伸汉本来拒不认罪，有一天熬跪倦极，便向审讯官员求一杯茶喝。审讯官员命左右端了一杯茶给他，不料他接过茶后并不喝，而是瞪着茶杯良久。也许是他想到了当初李毓昌喝毒茶的情形，这之后，王伸汉便吐实招供了。
这期间还发生过一场自杀的戏剧性场面。淮安知府王毂深知罪责难逃，决意自杀。他将随身带的玻璃小镜砸碎后，用碎片划伤了自己的腹部和颈部。但很快被狱卒发现，救治了过来。不过当班狱卒也因为疏于防守被“交部察议，各行研鞫”。
更可笑的是，涉案人犯已经在北京认罪后，两江总督铁保竟然还糊里糊涂地上奏说：“此事尚毫无端倪，容再加体访具奏。”又说：“铺叙鬼神之词（指李毓昌托梦给妻子林氏一事）以为破案之来历。”本来他跟李毓昌命案并无直接干系，但他模棱两可、醉生梦死的态度彻底激怒了嘉庆皇帝，决定拿此案开刀，将这位总督一并处置，以达杀一儆百之效。
嘉庆十四年（1809）七月初十，审理结果下达：谋杀李毓昌之主犯王伸汉立即处斩，并抄没家产，其长子流放乌鲁木齐；长随包祥刑夹后斩首；李祥、顾祥、马连升三人因谋害主人，属于大罪，按“雇工人谋杀家长，照子孙谋杀祖父母者，皆凌迟处死”。受贿的淮安知府王毂绞立决；为李毓昌验尸的仵作李标杖一百，流放三千里；派往山阳的查赈委员除李毓昌、章家拒绝贿赂外，其余九人均因受贿被流放，且抄没家产；除此之外，嘉庆皇帝亲谕定论处罚五名朝廷大员：
尽管天子亲自批示要调查此案，山阳知县王伸汉仍然在作最后的努力。当吉纶派出的人马在即墨重新挖出李毓昌尸棺时，王伸汉的亲信包祥已经赶到济南，出重金买通了将要为李毓昌验尸的仵作。同一时间，李泰清等人也赶回了即墨，准备参与取棺验尸。只是他们对仵作已经被王伸汉买通一事尚懵然不知，完全蒙在鼓中。一方面是皇帝严查命案的圣旨和亲人为死者申冤的决心，一方面是凶手不肯坐以待毙的挣扎，案情由此更加复杂，真相还能大白于天下吗？
六月十一日，在山东布政使朱锡爵、寿光县县丞王会图、安丘县县丞杨遇春、即墨县知县谭文谟和李毓昌亲属李泰清、李毓奎、李毓庄等人的押护下，李毓昌尸棺到达山东省城济南南门外校场。校场已经搭好席棚、设下案桌，做好了验尸的准备。
六月十二日，验尸开始。此时，李毓昌死亡已经有八个月之久，尸体早已开始腐烂，从身体表面已经无法看出是毒杀还是上吊自杀。经过商议，监验官决定按宋代著名法医学家宋慈名著《洗冤录》中的蒸骨法进行蒸骨验尸。而这一点早已为山阳知县王伸汉所料到，他让买通的仵作在验尸时暗中放入了咸盐。这样，在盐的作用下，骨头蒸完后呈现绵白色，看上去并没有中毒迹象。
在场监验官无不面面相觑，如此大费周折，甚至惊动了皇帝，众人都以为必然是一桩大冤案，谁料竟然还是要维持原判。幸好此时李泰清上前尝了验尸的蒸骨水，发现有咸味，于是痛哭不已，要求重新蒸验。山东布政使朱锡爵同意了，他很有心机，第二次蒸验正要开始的时候，他突然叫停，走上去亲尝蒸骨水，发现仍然有咸味。至此，仵作作弊一事败露。朱锡爵大怒下，命人当场将作弊仵作杖毙。另取干净水蒸骨后，骨头全黑，李毓昌中毒已经是确认无疑。
不过此时又有新的疑点出来：新蒸骨骸中龟子骨仅呈微青色，而心坎骨又全无青色，这是怎么一回事？当场有名经验丰富的仵作对此解释说：“人中毒后，毒先入四肢，毒气攻心才能毙命。死者肯定是先中毒，但毒气还未攻心之前，他已经被勒颈而死。这样一来，毒气没有到达心尖，所以心坎骨无青色。”
这样的解释合情合理，但又有新的问题冒了出来：那就是李毓昌中毒后，到底是自己上吊还是被他人勒死后吊上屋梁？本来，在中国历史上，用上吊自杀来掩饰勒杀的情况非常普遍，《洗冤录》中记载有可以通过检验勒痕的做法来识别，通常勒杀后再吊上屋梁会在脖子上留下两道勒痕，还有一些其他迹象明显区别于自己上吊。但此时李毓昌尸体已经腐烂，无法从勒痕来辨别，监验官只能完全靠分析推理来解决疑惑。如果是李毓昌自己上吊，那么他的口鼻怎么会出血？即使是口鼻出了血，一个上吊之人又怎么会用自己的马褂衣袖去擦血迹呢？如此推断起来，李毓昌必然是他杀，但事实经过如何，就需要人犯的口供来证实了。
至此，山东济南这边的验尸工作在历经波折后终于结束，验尸经过和结果被如实上奏朝廷，李毓昌尸骨也被重新装殓运回即墨。
而另一边李毓昌命案的案发地江苏也早忙成一团，两江总督铁保和江苏巡抚汪日章派出大批人马缉捕涉案人犯。李毓昌长随李祥、顾祥，淮安知府王毂，山阳知县王伸汉及其长随包祥、张祥、余升，厨子钱升等先后被捕，解往京师。
李毓昌另一长随马连升本被王伸汉推荐到宝应县任职，但他自从害死主人后难以自安，没有到职便躲回了山东聊城老家。不过，他家中贫困，无以为生，后又不得不到京师谋生做长随。李毓昌案发后，震动朝野，马连升惶恐无助，干脆主动到刑部投案自首。
七月初三，全部人犯都解到了京师，由刑部收监，会同军机处严审。由于铁证如山，经过多次对质后，案情已经真相大白，各案犯均低头认罪。谋害李毓昌的元凶王伸汉也供认了吞赈在前、行贿在后及杀人灭口的全部过程。