Pour établir la complicité de Kostolo dans l'empoisonnement présumé du malheureux Boursier, l'acte d'accusation présenta cet homme attaché au chevet du lit du moribond, lui administrant les boissons prescrites par les médecins, et pouvant bien y avoir introduit de nouvelles substances vénéneuses. On le montrait encore comme un homme dénué de ressources, sans moyens d'existence, et pouvant avoir un grand intérêt à s'associer à une femme qui le mettrait à la tête d'un établissement florissant et capable d'assurer son avenir.
Pendant l'instruction, le témoin Bailly, ancien commis de Boursier, avait dit d'abord que son patron, après avoir préparé des boulettes pour faire périr les rats, avait serré le restant de l'arsenic lui-même; plus tard, ce témoin changea de langage, et dit que c'était lui Bailly, qui avait serré le reste d'arsénic, et qu'il ne s'en était pas souvenu d'abord. Ces deux déclarations si différentes, cette attention que Bailly apportait à justifier l'accusée, que jusque-là il avait cherché à faire regarder comme coupable, donna lieu de penser que l'on avait fait des démarches pour le circonvenir, et lui faire rétracter sa première déclaration. En conséquence, l'avocat-général pris des réserves à son égard.
Les débats durèrent plusieurs jours. La plupart des circonstances que l'on a déjà vues furent pleinement confirmées. La veuve Boursier se renferma dans un système de dénégation presque absolu, non seulement touchant l'empoisonnement de son mari, mais encore relativement à la nature de ses liaisons et de ses entrevues avec Kostolo. Mais, quant à ces derniers faits, elle fut plusieurs fois confondue par les réponses énergiques, précises, et grossièrement effrontées de Kostolo. A plusieurs reprises, l'auditoire eut peine à imposer silence à la juste indignation qu'il éprouvait en entendant ce misérable aventurier qui, pour mieux prouver son innocence, faisait parade de ses honteux trophées.
Le 29 novembre 1825, sur la réponse négative du jury, le président de la Cour d'assises de la Seine, déclara la veuve Boursier et Kostolo déchargés de l'accusation intentée contre eux, et ordonna leur mise en liberté.
L'autorité prit en même temps des mesures pour que Kostolo, étranger sans aveu, sans ressources et sans recommandation, qui faisait un si hideux trafic de ses avantages physiques, purgeât de sa présence un pays qu'il avait souillé des plus scandaleux désordres. Il resta sous la surveillance de la police jusqu'à son départ.
Quant à la veuve Boursier, elle revint, le soir même de son acquittement, dans son domicile qui devait au moins lui rappeler de bien graves erreurs. Ses amis l'attendaient. Une nuit bruyante en félicitations succéda aux transes de la veille. La veuve Boursier reparut, presque le lendemain, dans son comptoir, et se vit, pendant plusieurs jours, l'objet de la curiosité publique. Tout le monde voulait voir l'amante de l'aventurier Kostolo, devenue si tristement fameuse par la formidable accusation dirigée contre elle.
On aurait mieux aimé, dans l'intérêt même de la veuve Boursier, ne pas lui voir oublier si promptement les périls qu'elle venait de courir, pouvoir lui supposer un repentir sincère, une pudique honte des torts avérés qu'on avait à lui reprocher. Comment avait-elle pu si tôt oublier la touchante et paternelle admonition du président de la Cour? «Veuve Boursier, lui avait dit ce magistrat, en prononçant son acquittement, vous allez recouvrer la liberté que les plus graves soupçons vous avaient fait perdre. Le jury vous a déclarée non-coupable du crime qui vous était imputé: puissiez-vous trouver la même absolution dans le témoignage de votre conscience! Mais n'oubliez pas que la cause de vos malheurs et du déshonneur qui couvrira peut-être à jamais votre nom, fut le désordre de vos mœurs et la violation des nœuds les plus sacrés. Descendez au fond de votre cœur; que votre conduite à venir efface la honte de votre conduite passée, et que le repentir remplace l'honneur que vous avez perdu!»
A l'époque de son procès, la veuve Boursier avait trente-sept ans. On était fort curieux de connaître son extérieur. Sa taille était peu élevée, même petite (quatre pieds cinq pouces); sa figure, sillonnée par la petite vérole, était peu agréable; ses traits n'avaient rien de ce qui rappelle la beauté. Elle contrastait avec Kostolo, dont les traits étaient réguliers et la taille élevée.