杨乃武无辜蒙冤后，其家人一刻也没有放弃营救的希望。其妻詹彩凤刚刚分娩产下长子，行动不便，其姐杨菊贞不顾旧时女人不便抛头露面的习俗，外出多方打探，还亲自跑到仓前镇找到“钱记爱仁堂”药铺，经询问钱坦的母亲姚氏和爱仁堂的伙计后，得知他们药铺从来没有卖过砒霜。杨菊贞知道弟弟冤枉，发誓拼死也要挽救弟弟性命。
不过能不能成功翻案，杨菊贞心里也没底。她特意到杭州城隍山城隍庙求签，占卜命运。结果求到一支签说：“荷花开处事方明，春叶春花最有情。观人观我观自在，金风到处桂边生。”测字先生解解释说，到荷花开时，冤情可以洗刷，桂花开时，人就可以平安归来了。她又去扶乩，批了两句诗说：“若问归期在何日，待到孤山梅绽时。”都是说杨乃武还有救，这给了杨菊贞莫大的鼓舞和信心。
而狱中的杨乃武得知案情已经上报朝廷后，知道刑部批复一旦下来，那就是铁板钉钉，再无翻案可能，自己的人头就此落地不说，还永久地背上恶名，连累家人。一想到莫名其妙地遭此大难，他又不甘心起来，便在狱中写了一张申诉状，说自己是遭小白菜攀诬在先，被审判官屈打成招在后。在申诉状中，杨乃武列举了八大疑问：如为何不让他本人与“钱宝生”当面对质；如果他与小白菜有奸情，他又怎么会有意提高房租迫使她搬家等等。
值得一提的是，杨乃武还在申述中大力攻击了小白菜，甚至编造了许多并不存在的谎言：如说小白菜与余杭粮胥何春芳有不轨行为，杨乃武发现后告诉了葛品连，葛品连为此打了小白菜，小白菜从此对杨乃武怀恨在心，所以才攀诬与其通奸谋毒；又说知县刘锡彤之子刘子翰与捕役阮德曾经向杨乃武敲诈勒索钱财，因未能得手，一直寻机报复，于是就诬陷杨乃武与小白菜偷奸。这些故事都是杨乃武临时捏造出来的，一是可以报复小白菜对他的诬陷指证，二来可以证明小白菜与自己早有嫌隙，有诬陷的动机，翻案更加顺利。但后来的事实证明，他将为这些谎言付出惨痛的代价。
这张申诉状写好后被杨乃武的家人分抄送到杭州各级衙门，包括浙江巡抚和浙江按察使司，但基本上石沉大海，毫无动静。杨菊贞见地方官员根本不重视，终于决定去北京告御状。同治十三年（1874）四月，杨菊贞带着弟弟杨乃武在狱中写就的申诉材料，踏上了赴北京的漫漫长路。同行的还有杨乃武岳父家的长工王廷南和王阿木。三人先从杭州到上海，再从上海乘轮船到天津，再从天津走陆路，历时二十余天，这才到达北京。
因为女子不能出面，杨菊贞不得不委托长工王廷南到都察院递交申诉材料。递交之前，需要先将递交人情况报告给都察院。不料王廷南走到都察院门口时，突然害怕起来，无论如何都不敢进去。王阿木只好冒称自己就是王廷南，代他递交申诉状。
都察院接到申诉状后，认为杨菊贞、王廷南等人违反律制越级上告，不予受理不说，还派人将三人押解回乡，严厉警告三人不准再告。不过，都察院作为最高监察机关，也不是全无作为，还是下了一纸公文给浙江巡抚杨昌浚，要他重新复审此案。杨乃武、小白菜案在当时看来是大伤风雅的事情，杨昌浚不愿意理会这等案件，也不觉得案情有什么可疑之处，便将案情转交给杭州知府陈鲁复审。陈鲁装模作样地又传讯了地保王林、房东王心培等证人，结果跟原审无异。杨昌浚按照原审判决上报都察院。都察院见复审没有发现什么疑问，便同意结案。
在这期间，杨菊贞多次到仓前镇“钱记爱仁堂”药铺找关键证人钱坦，也就是所谓的“钱宝生”，声泪俱下地请求他能站出来说实话。钱坦不敢招惹知县刘锡彤，为了避免杨菊贞纠缠，干脆躲了起来玩失踪。杨乃武家人还多次去找原告葛品连的母亲喻氏，请求她撤诉，并愿意以黄金地产酬谢。但喻氏一是想为儿子报仇，二是畏惧官府势力，没有答应。分娩不久的杨乃武妻子詹彩凤多次带着襁褓中的孩子到衙门哭诉冤情，均无结果。
本来这件案子看起来已经毫无扳回的希望，但却意外因为媒体的介入而有了转机。案情发生后的第二个月，新创刊不久的《申报》（由安纳斯脱美查等英国商人创办于同治十一年，是中国最早的报纸之一）便对案件作了报道，开始还是作为地方上的桃色刑事案件来写，不过是要娱乐一下大众。但后来随着案情反复审理，甚至都察院都介入了，《申报》开始作大版面的跟踪报道，一时之间，浙江和北京两地无人不知无人不晓，并且越来越多的人开始关注此事，这其中就有著名的红顶商人胡雪岩。
胡雪岩，名光墉，字雪岩。他是中国历史上著名的徽商，其人生经历跌宕起伏，充满了传奇色彩：他本贫穷出身，幼年帮人放牛为生，长成后从钱庄学徒开始做起，通过结交朝中权贵显要王有龄、左宗棠等人，纳粟助赈，为朝廷效力，一跃成为显赫一时的红顶商人。其势力最盛时，整个江浙商业都在其操纵下，资金达两千万两以上，田地在万亩以上。
杨乃武案发生时，胡雪岩正在杭州筹办胡庆余堂中药店。他有一个幕友名叫吴以同，刚好与杨乃武是同科举人。吴以同与杨乃武相交颇深，知其为人正派，此案必有蹊跷。他将杨乃武的情况告诉了胡雪岩。尤其当胡雪岩得知杨乃武姐杨菊贞正准备二次进京、冒死上告时，深为感动。他派人将杨菊贞接到自己的住处，表示愿尽绵薄之力，资助她上京的全部费用。
正在这个时候，浙江籍官员翰林院编修夏同善因丁忧期满，准备起程回京。胡雪岩为其饯行时，有意让吴以同作陪，席间趁机说了杨乃武一案的经过。夏同善深为震惊，当即答应要鼎力相助。
同治十三年（1874）七月，杨乃武妻子詹彩凤带着母家帮工姚士法再次进京告状。到达北京后，二人先去找了夏同善，夏同善暗中指点二人不要再将申诉状交给都察院，而是转交给步军统领衙门。申诉状递进去后，更是被《申报》以《浙江余杭杨氏二次叩阍原呈底稿》为题全文刊登出来。尤其《申报》还进一步地比较中国与西方国家的法律现状，对于中国司法中的秘密审讯、滥用刑罚和官官相护等弊端给予了强烈的抨击。一时间，朝野上下都在谈论杨乃武一案。步军统领衙门倍感压力，便将申诉状上奏慈禧太后和同治皇帝。不久，谕旨下达，要求浙江巡抚与浙江按察使重新复查此案。
浙江巡抚杨昌浚接到谕令后，为了表示不先入为主，秉公执法，不枉不滥，将案子委托给新到任的湖州知府锡光和绍兴知府龚嘉俊、富阳知县许嘉德、黄岩知县陈宝善四人共同审理。此次复审，杨乃武见审讯官员换了一拨新人，料到事情有了转机，便立即推翻原供，声称自己与此案根本没有任何关系。小白菜见这次没有动刑，也趁机翻供，坚决否认自己毒死了丈夫。
锡光虽然刚刚到任，却是个老滑头，一看情况不妙，审了一次后就托词不再参与，审讯官就剩下了绍兴知府龚嘉俊和知县许嘉德、陈宝善。但审了几次，两名主犯就是不认罪，三名审讯官也不知道该如何处理。正是尴尬之际，同治皇帝突然驾崩，全国举哀，审案就此暂停。拖了一段时间后，三名审讯官也不管案件依然悬而未决，主动向杨昌浚递了辞呈，请求另派大员来审理。
光绪元年（1875）正月二十日，光绪皇帝（帝名载湉，醇亲王奕子）即位，年仅四岁，由慈禧太后垂帘听政。本来新皇帝即位，照例要大赦天下，但杨乃武、小白菜一案因审而未结，且案情重大，悖逆人伦（古代妻子杀死丈夫是以下犯上，被视为“逆伦”），因而不在特赦之列。不过之前审案时杨乃武、小白菜双双翻供的消息已经被《申报》报道出来，由于案情反复，扑朔迷离，引来朝野瞩目。朝中不少大臣尤其是一些浙江籍京官开始密切关注此事。本来一桩单纯的刑事案件，终于因为有朝中官员的介入，而引入了错综复杂的党争背景。
光绪元年（1875）四月二十四日，刑部给事中王书瑞（浙江长兴人）率先上疏弹劾浙江巡抚杨昌浚等人“复审重案，意存瞻徇”，指责浙江官员是有意拖延案情，目的就是要让杨乃武、小白菜二犯和相关证人不堪折磨，瘐死在大牢中，从而可以草率结案，维持原判，以利考成（指官吏的升迁降贬）。王书瑞还进一步分析了造成这一现象的深层原因，说是杨昌浚明显怀有私心，以致“明知事有冤抑，只以回护同官，碍难从实办理，不承审此案，现俱设法脱身。以致日久未能昭雪”，并指出如果继续拖延，只会给杨昌浚机会让他暗中布置杀杨乃武、小白菜等人灭口。
这一奏疏言辞非常尖锐，矛头直指浙江巡抚杨昌浚。而且王书瑞奏疏上后，京官应者云集，纷纷紧跟着上书弹劾。杨昌浚一时间成为众矢之的，不得不上书为自己辩护，说决非有意迁延案情，实在是因恰逢封篆，又遇上国恤，兼有本省科考；又指出杨乃武、小白菜虽然翻供，但药铺老板“钱宝生”供词始终如一；杨乃武家人还多次到药铺闹事，胁迫“钱宝生”翻供。
尽管如此，由于此案闹得朝野耸动、家喻户晓，受到的关注度实在太高，慈禧太后还是决定不理睬杨昌浚的辩护，派刚简放浙江学政的礼部侍郎胡瑞澜（湖北武昌人）就近复审，并严命杨昌浚好生看管犯人和证人，一旦有瘐毙发生，将给予严惩。这里特别要强调一句，杨昌浚（湖南湘乡人）是湘军的重要将领。关于湘军与中央朝廷的矛盾，《刺马案》中已经有明述。实际上，从政治力量开始介入杨乃武和小白菜案后，更为复杂的暗中角力就已经开始了。案情开始笼罩上一片阴霾。
胡瑞澜是个典型的文官，其人以饱学闻名，所著传世的作品有《读史日抄馆课诗赋》、《湘帆杂咏》、《越吟草》、《星轺杂纪》、《星轺续纪》、《海槎日记》、《海槎续记》、《训士质言》、《教士申约》、《教士隅说》等。慈禧太后选中他，就是因为他在浙江当地很有些名望。这样学富五车的人来审案，结果应该能令人心服口服。不过胡瑞澜的名望完全是来自学术，他本人丝毫不谙刑名，所以当杨乃武得知新任审讯官是胡瑞澜时，知道翻案无望，在狱中自挽一联道：“举人变犯人，斯文扫地；学台充刑台，乃武归天。”
杨乃武小白菜已经成为举国瞩目的疑案，胡瑞澜被钦命为主审官，受命于浪口峰尖，本人压力也相当大。而他一到杭州，浙江巡抚杨昌浚就派人来告知说：“此案已经反复审问多次，无偏无枉，不宜轻易改动，不然引起士林不满，地方官吏今后也难以办事了。”这实际上是一种威胁，既是说给胡瑞澜听的，也是说给朝廷听的。
胡瑞澜看了几天卷宗，也看不出个所以然来。他也知道自己从没审理过案件，能耐实在有限，所以又临时选了宁波知府边葆诚，嘉兴知县罗子森，候补知县顾德恒、龚世潼四人共同审理。特别要强调的是，这四人均由杨昌浚向胡瑞澜推荐，其中边葆诚和罗子森均是杨昌浚湖南同乡，边葆诚还是余杭知县刘锡彤的姻亲。胡瑞澜这位老夫子，办事堪称认真，但他一上来不是查看案件源头，而是抓住了杨乃武写的申诉状不放，所以这次复审从一开始就偏离了方向。
经过紧锣密鼓的调查后，胡瑞澜发现杨乃武申诉状中有许多捏造的事实，正是前面所提到的，如小白菜与粮胥何春芳有奸情等等。甚至连之前长工王阿木冒名王廷南到都察院递交申诉材料都被胡瑞澜穷追猛打地挖了出来。在这样的情况下，胡瑞澜认为杨乃武有意欺瞒，一心要掩盖事实、销证灭迹，因而提审犯人过堂时，胡瑞澜命人对坚持翻供的杨乃武和小白菜动用了酷刑。杨乃武双腿被当场夹断，小白菜的十指也全部被拶脱，露出了白骨。二人受不了严刑拷打，再次照原供诬服。
得到了口供，胡瑞澜还没有就此高枕无忧。此案因为案情变幻反复，审理多次，其间犯人、证人供词多有矛盾之处，为了让案情尽快了结，成为定谳，他很是费了一番心思。比如有证人说同治十二年八月二十四日葛品连因腌菜迟误殴打小白菜，小白菜自剪其发欲出家为尼，杨乃武听闻后前往探问，走到王家门口见房内人多，没有进去就返身而回；但又有证人说看见杨乃武在小白菜房中调情，被葛品连撞见后，杨乃武逃走，葛品连一怒之下殴打小白菜，邻居前来劝解时，葛品连借口说是因小白菜没有腌菜。这两种说法差别很大，胡瑞澜经过考虑后，改成“该日虽为腌菜迟延争闹，实为与杨奸情引起”。又如葛品连母亲喻氏怀疑儿子死因盘问小白菜一节，喻氏先是说小白菜拒不招认谋毒情节，后来又说从小白菜口中盘出与杨乃武勾结谋毒情形。前后说法不一，明显矛盾，胡瑞澜改为“葛毕氏初则言语支吾，继称杨乃武交给流火药”。这样，经过刻意的修饰后，整个结案报告的漏洞均被弥补，看起来天衣无缝。
光绪元年（1875）十月初三，胡瑞澜将案情审结上报朝廷，称此案无有冤滥，拟按原审判罚定罪：葛毕氏以因奸同谋杀夫罪，拟凌迟处死；杨乃武以奸夫起意杀死亲夫罪，拟斩立决，又以作假呈词京控，罪加一等；“钱宝生”拟以私卖砒霜致成人命罪，拟杖八十；王阿木以强令“钱宝生”递交悔呈，又为叶杨氏作抱京控，与王廷南、姚士法等拟杖八十；杨恭治、吴玉琨等为杨乃武具呈作证，递具公禀，因不知杨乃武因奸谋命情事，与并未通奸之何春芳，并未诈赃之阮德，均不予追究罪责。
除了结案报告外，胡瑞澜还向朝廷上呈了《招册》，即包括案犯杨乃武、小白菜的供词和沈喻氏、王林、“钱宝生”等证词在内的详细记录。本来按照惯例，总督巡抚审理的死刑案件只需呈报审结报告，不需要人犯供述和证人证词。胡瑞澜这样做，自然是为了表示自己秉公执法，没有徇私舞弊。
由于胡瑞澜审理此案是以钦差的身份，案情审结后，原承审官员均如释重负，弹冠相庆，还设宴宾客，都以为此案历经七审，铁证如山，不会再有反复了。然而，杨乃武案当时已经众所瞩目，成为舆论的热门话题。而案情牵扯进来的两方力量，一派是握有重权的浙江巡抚及湘军势力，一派是手无寸铁的小民，在大多数人的心中，自然而然地同情弱者，不少人更是坚信这是一桩酷刑下造就的冤案。没想到被寄予厚望的胡瑞澜最后审理的结果，依旧是维持着小白菜凌迟处死、杨乃武斩立决的原判。《申报》将胡瑞澜的审结报告予以报道后，朝野一片哗然，舆论汹汹，愤愤不平的人大有人在。
光绪元年（1875）十月十八日，户部给事中边宝泉率先发难，上奏揭发胡瑞澜与浙江巡抚杨昌浚素来交好，胡瑞澜办理杨乃武案时“外示严厉，中存偏袒”，有官官相护的嫌疑。尤其在关键环节上，胡瑞澜没有详加追究：一来是因为胡瑞澜本职掌学政，没有办过刑事案件，抓不住要害；二来胡瑞澜为杨昌浚的下属，其考成决定于杨昌浚，他当然不敢翻案得罪杨昌浚。为了表示公正，边宝泉建议该案应该交给刑部从头审理。
这位边宝泉倒跟前面那位刑部给事中王书瑞不同，并非浙江籍官员。他原籍奉天辽阳，其祖先随清军入关，属镶红旗汉军籍。在严厉防范汉人的清王朝，边宝泉可谓是朝廷的亲信一派了。甚至当年风云人物直隶总督李鸿章献瑞表，他也敢上书揭发李鸿章其人妄言妄为，不过是媚上取宠。
边宝泉奏疏上后，不但得到百姓的一片叫好声，还得到了许多官员的鼎力支持。当时怀疑杨乃武案案情可疑的除了浙江籍官员如夏同善外，还有大学士翁同龢（江苏常熟人，光绪皇帝老师）、刑部分管浙江司刑狱的司官林拱枢（林则徐第五子）等官员，因而支持将杨乃武案交给刑部复审的官员势力很大。但出人意料的是，慈禧太后却没有批准，理由是按照清朝惯例，刑部作为职掌全国刑狱的部门，事务极为繁忙，凡外省审理过的案件，不能再递交到刑部重新审理。不过，慈禧太后虽然否定边宝泉的提议，但却同意将此案案卷交给刑部详细审研，看是否有可疑之处，一一标出后，再交胡瑞澜进一步查究明晰。显然，这既是慑于朝野的舆论压力，也有慈禧太后复杂的心理在里面。
江浙是朝廷赋税重地，也是慈禧太后心中最深的痛。自太平天国平定，江浙之地一直为湘军所把握，成为朝廷的心腹大患。清廷曾经想努力改变湘军坐大一方的局面，并为此采取了种种措施，然而随着同治九年（1870）七月两江总督马新贻在南京遇刺，朝廷从湘军手中夺回江浙的计划彻底破产。尽管湘军鼻祖曾国藩不久后去世，但江浙地方实权长期把握在湘军一系手中，即使是中央政令，也经常有力所不能及的时候。杨乃武小白菜案为浙江封疆大吏亲自审定的要案，如果轻易发到刑部复审，那些浙江地方官员如何能服气？浙江巡抚杨昌浚为湘军重要将领，在已经七审七决的情况下再怀疑他的审案结果，湘军那些人会不会又认为朝廷是有意针对他们？就算杨乃武小白菜有冤情，考虑到种种不稳定的因素，慈禧太后也不愿意轻易与地方失和。但另一方面，如果真的是冤案，也许反倒是向湘军下手的一个机会。正是在这种矛盾的心态下，慈禧太后这才同意将案情发给刑部审查。
刑部接到案卷后不敢怠慢，抽调大量人手日夜阅览材料，目的只有一个——那就是找出疑点。很快，一些疑点被罗列出来：如杨乃武向“钱宝生”购买砒霜，“钱宝生”作为最重要证人，却仅仅被余杭知县刘锡彤传讯过一次，其后各次审讯均未提鞫，也从来没有让杨乃武与其当面对质，这岂不是太不合情理？
刑部提出的疑问被发给浙江学政胡瑞澜，要求他如实答复。胡瑞澜本来就是个学者，擅长文字上的功夫，立即上了一篇长奏，不但回答了刑部的疑问，还对所有疑问都作了细致弥缝，整个案情看起来更加无懈可击。
因为众人心中已经认定杨乃武是冤案，而朝中大臣为了迎合慈禧太后想借机对浙江官员下手的人大有人在，胡瑞澜这种答复当然不能令人满意，质问他的声音此起彼伏。
就在这个时候，经手杨乃武案的重要人物浙江按察使蒯贺荪突然于光绪元年（1875）十二月初二病死。不久前，蒯贺荪之子也已经病死。街头巷尾将其父子之死与杨乃武案联系起来，为此议论纷纷，满城风雨。
红顶商人胡雪岩也没有停止对此案的关注。在他的努力下，翰林院编修夏同善召集了在京任职的浙江籍官员，发动大家要为家乡做实事，当然，这实事就是要为杨乃武翻案。如果杨乃武冤情不得昭雪，整个浙江的读书人都将没有面子。在夏同善的号召下，浙江籍京官包括内阁中书汪树屏、罗学成，翰林院编修许景澄，户部主事潘自疆，吏部主事陈其璋，户部主事张桢、何维杰、周福昌、吴昌祺、徐世昌、徐树观，刑部员外郎郑训承，刑部主事濮子潼，刑部员外郎汪树堂（汪树屏兄长），主事戚人铣，工部员外郎吴文谔、邵友濂，工部主事梁有常共十八人，联名写了一份呈词，其中举出了杨乃武一案中种种可疑之处，还增加了他们听闻来自家乡的消息，要求朝廷将此案交给刑部审理，并昭示天下，以释群疑。又说此案如不平反，浙江将无一人肯读书上进矣。呈词由二十八岁的浙江余杭人李福泉呈递到都察院。<bdo>ｈｔtp://ｗｗｗ.９9ｌiｂ?ｎｅｔ</bdo>
十八名官员联名呈控非同小可，都察院立即奏报给慈禧太后。慈禧太后尚在犹豫不决之时，与夏同善关系亲密的刑部侍郎袁保恒（河南项城人，袁保庆堂弟，袁世凯叔父）与大学士翁同龢也上奏疏指出胡瑞澜结案报告中疑点重重，如果再要胡瑞澜重审，只能适得其反，他必然全力掩盖案情中的漏洞和疑点，弥缝周圆，只有将此案发刑部重审，才能秉公论断。慈禧太后见杨乃武案已经轰动天下，又有这么多的浙江籍官员支持重审，疑虑被打消了，当即同意将此案发到刑部重审。刑部尚书皂保和桑春荣接奉谕旨后，不敢拖延，一面组织官吏阅览此案的全部卷宗，一面通知浙江巡抚杨昌浚，将有关犯人和证人押解到北京刑部。此时，已经是光绪二年（1876）的正月。
然而，光绪二年（1876）正月十六，杨乃武一案中最重要的证人“钱宝生”突然在杭州大狱中暴毙身亡。事情发生在最关键的时刻，“钱宝生”之死自然引来多方猜测。浙江巡抚杨昌浚和浙江学政胡瑞澜上报说“钱宝生”是在狱中病故。但有衙役说“钱宝生”是自缢身死。也有曾与“钱宝生”同狱的犯人出狱后说，“钱宝生”是余杭知县刘锡彤和杭州知府陈鲁联合买通狱吏杀死的，为的是杀人灭口。《申报》的报道则说胡瑞澜为答复刑部疑点，曾将“钱宝生”提杭州审讯，之后派差役押解其回余杭县，“钱宝生”回到家中，突然腹痛如绞，随即病故。
不论事实的真相如何，直接证人“钱宝生”一死，给审案带来极大的影响。无奈之下，只好由“钱宝生”的母亲姚氏和药铺店伙杨小桥作为替补证人。在临出发前，杨乃武家人找到杨小桥，送上银洋六百元，不求其他，只求他能说实话。
因为担心路途上再出意外以及犯人、证人串供，押解分批进行。最先被押解上路的只有小白菜一人，她坐在囚车当中，枷锁镣铐加身，四周都是戒备森严的兵丁衙役。虽然是生平第一次踏上了远途，但前方不知道什么样的命运在等待着她，心情之凄凉可想而知。当时舆论虽然支持翻案，但无论是官员还是百姓，同情的均是杨乃武，对攀诬杨乃武的小白菜则极尽辱骂鞭挞之能事。《申报》更是公然报道她“本为土娼”，并不是葛品连明媒正娶的妻子，她一个人下毒谋害了丈夫葛品连，又诬陷素有仇隙的杨乃武，作为报复。相比于杨乃武备受怜悯关注的处境，她可谓千夫所指了。
第二批押解的是证人，包括喻氏（葛品连母）、沈体仁（葛品连继父）、王氏（小白菜母）、王心培、何春芳、姚氏（“钱宝生”母）、店伙杨小桥等，一共数十人。浙江巡抚杨昌浚曾以姚氏患有癫痫病、王氏有年幼女儿为借口，请求免提二人进京，只写出证词画押即可。但被刑部断然拒绝。
杨乃武被单独安排在第三批。一路上，他和小白菜的刑伤都得到了治疗，这是因为之前胡瑞澜等人均上报说没有动用酷刑。因为刑部的严密关注，沿途均由当地官府照顾，路上倒是没有出什么差错。
光绪二年（1876）三月二十七日，第二批上路的证人抵达北京。在按照惯例搜身时，刑部人员从葛品连的母亲喻氏身上搜出一张字条，写着“刑部司员文起暨浙江粮道如山宅内居住之刘殿臣，余杭县署内姜位隆恳托”的字样。因为字条中涉及刑部官员，刑部立即如临大敌，审问喻氏字条从何而来。喻氏说是家乡余杭的远亲姜位隆所写，担心她来北京后无依无靠，让她投靠文起和刘殿臣。调查后，发现刑部司员中并没有一个叫文起的人，只有个叫文超的。因为杨乃武案情重大，刑部不敢疏忽任何一个细节，为了证实喻氏的话，竟然发告示在全国通缉刘殿臣和姜位隆。后来才知道，姜位隆本来要写的是“文超”，粗心写成了“文起”。此事弄得风声鹤唳，草木皆兵，不过最后只是虚惊了一场。经查，文超、刘殿臣和姜位隆均与案情无关。
有意思的是，这次检查还查出了证人詹善政并不是真的詹善政，原来詹善政不愿意进京作证，已经潜逃躲避起来，改由杨乃武岳母张氏家的帮工王顺发顶替。经过一番折腾后，詹善政最终还是被缉捕，押解进京。
等到涉案人员全部抵京后，刑部举行了一次大审，又叫三法司会审，指由刑部主审，都察院、大理寺会审。主审官是刑部尚书桑春荣和皂保，发话讯问的是刑部浙江清吏司郎中刚毅和另一位都察院刑科主事。当时赶到刑部署中观审的官员不计其数，“观者如堵”，后来者连插足的地方都没有。然而在审讯过程中，大堂上下鸦雀无声，众人无不倾耳细听案情经过。可见这一案件当时瞩目的程度。
犯人一带上来，就明显有受过酷刑的痕迹，这一点与之前杨昌浚具题、胡瑞澜上奏中所说的并无刑讯一节显有不符。因为杨乃武的膝盖受刑时受过伤，还没有痊愈，无法下跪，审讯官破例允许他坐在地上回答。杨乃武知道这是他最后的机会，于是就推翻前面的口供，说出了自己案发时根本就不在余杭，后来承认有罪，都是畏刑诬服。
到小白菜时，她开始尚不敢翻供。姿色出众的她虽然一再受刑，很是憔悴，但依旧还是能见到当日风韵。审讯官见她畏惧，料到是怕上刑，便温言安慰，鼓励她照实直说。小白菜终于鼓足勇气，说只以为丈夫病死，不知丈夫是服毒，毒药从哪里来的也不知道，杨乃武并没有给她毒药，二人也无奸情。
其他证人也均据实作证。“钱宝生”母亲姚氏和店伙杨小桥均说药铺从来没有进过砒霜，也没有见过杨乃武。尤其是仵作沈祥供认，验尸时并不能确认葛品连是中砒霜而死。形势急转直下，开始对杨乃武、小白菜有利。为了确认葛品连的死因到底如何，刑部紧急调运葛品连的尸棺到北京，准备重新勘验。路途遥远，为了防止尸棺被调包，刑部进行了严密的防范，派出兵丁押送，并在棺材上贴上封条。
光绪二年（1876）十二月初九，葛品连尸棺运抵京城，停放在朝阳门外的海会寺前。刑部尚书皂保率领刑部官员，偕同五城兵马指挥等地方官，在海会寺前当众开棺验尸。犯人和所有证人也都被押到现场。杨乃武和小白菜身穿红色囚衣，被关在一旁的木笼当中。由于影响巨大，前来观看开棺验尸的人山人海，甚至还有一名法国记者。
刑部选调的荀义、连顺都是当时北京最有名望的老练仵作。二人打开棺材后，发现尸体皮肉已经腐烂殆尽，只剩下骨殖。如果是中毒，骨殖应呈青黑色。二人由上至下仔细详验，发现葛品连囟门骨、胸部龟子骨、牙齿、牙龈、手指、足趾骨尖及周身大小骨殖均呈黄白色，并无砒霜中毒的迹象，尸骨经过蒸煮也没见异常，与《洗冤录》所载正常病死符合。最后得出权威结论：葛品连确系因病而亡，并非中砒毒而死。
结果一经宣布，现场欢声雷动。法国记者急忙跑到木笼边，对杨乃武和小白菜喊道：“无毒！无毒！”据说后来这位法国记者还到浙江采访过杨乃武，并在国外媒体上作了报道。
刑部官员又当众询问余杭知县刘锡彤、仵作沈祥当时勘验情况。二人承认，原来勘验时，试毒银针并未按要求用皂角水反复擦洗，不符合朝廷规定的检验程序；沈祥向刘锡彤只报服毒而死，却未报何毒致死。
至此，案情已经基本清晰。
光绪二年（1876）十二月十六日，刑部尚书皂保命将所有犯人、证人带到大堂，环跪一圈，当面对质。在众目睽睽之下，没有人敢再说假话、作伪证。全案的来龙去脉，始末经过，至此全部水落石出。历时三年，经过七审七次误判的疑案，屡经曲折，柳暗花明，至此终于大白于天下。