Расследование вышло за пределы Австралии. Из Лондона пригласили судебномедицинского эксперта профессора Джеймса Камерона, чтобы он высказал непредвзятое мнение. Было "установлено", что Линди перерезала горло собственному ребенку ножницами, сидя в их машине, так как на окровавленной одежде девочки был обнаружен след ее руки.

Обычно обвинение в убийстве выносится только при наличии трупа. В данном же случае не было ни трупа, ни мотива, ни орудия убийства. Однако 2 февраля 1982 года уже другой коронер вынес решение, которое потрясло чету Чемберленов. Он объявил, что Линди должна предстать перед судом по обвинению в убийстве. Майкла обвинили в соучастии.

Еще до слушания дела общественное мнение по отношению к Линди изменилось. В глазах людей она уже больше не была несчастной матерью, потерявшей ребенка при трагических и загадочных обстоятельствах и потому заслуживающей поддержки и сочувствия. Теперь она стала хладнокровной и расчетливой убийцей своей собственной дочери.

К 19 апреля 1982 года, когда Линди и Майкл предстали перед судом, вся страна разделилась на два противоположных лагеря. Повсюду шли горячие споры о процессе.

Настоящей сенсацией стало известие, что одно из священных мест аборигенов, расположенных в районе скалы Айерс, называется "Пещерой перерезанной глотки", а Азария в переводе с языка аборигенов означает "принесенная в жертву". Супругов — адвентистов седьмого дня — обвинили в ритуальном жертвоприношении…

Было очевидно, что у Линди и Майкла Чемберленов, отпущенных до суда под залог в 13 тысяч фунтов за каждого, из-за предвзятости общественного мнения в своем городе не было шансов на справедливый суд. И власти решили, что во имя беспристрастности правосудия процесс следует провести в суде Дарвина.

Процесс длился семь недель. Среди присяжных было девять мужчин и три женщины. Они внимательно слушали, как сначала Чемберленов обвиняли на основе доказательств, вытекавших из заключения судмедэкспертизы, а потом оправдывали как любящих родителей, ставших жертвой трагических обстоятельств.

Обвинитель Иэн Маркер утверждал, что Линди убила свою дочь и закопала в пустыне. Затем они с мужем откопали тело, сорвали с него одежду и подбросили к логову динго. Он назвал утверждение Линди о похищении ребенка собакой "изобретательной ложью".

Профессор Джеймс Камерон не отказался от своего заключения. Он придерживался первоначального вывода о том, что, судя по одежде Азарии, смерть наступила от раны, нанесенной в области шеи. Другими словами, ребенку было перерезано горло.