Л. представлялся своим жертвам под вымышленными именами и завлекал их на арендованные виллы в Вернуйле и Гамбе, неподалеку от Версаля. Не предъявлял никаких удостоверений под предлогом, что они потерялись во время немецкой оккупации. Серия исчезновений продолжалась вплоть до 1919, пока в полицию не обратилась сестра мадам С. Бюиссон. Она вспомнила адрес одной из вилл, о который слышала от сестры. Л. был задержан по подозрению в мошенничестве и присвоении чужих денег. Однако, во время обысков обнаружились улики куда более серьезных преступлений. Записная книжка Л. содержала учетные данные 283 женщин: внешность, возраст, родственные связи, имущественное положение и др. На вилле в Гамбе были обнаружены останки трех собак, принадлежавших мадемуазель М. Маршадье, на вилле в Вернуйле – дамское нижнее белье и обувь.
Следствие установило, что Л. совершал убийства одним и тем же способом: душил жертву, а затем расчленял труп и сжигал останки в кухонной печи. Вплоть до самого ареста он вел себя, как примерный семьянин: вкладывал награбленные деньги в семейный бюджет и добросовестно исполнял супружеские обязанности. 7 ноября 1921 Л. предстал перед судом в Версале. На процессе выступили ок. ста пятидесяти свидетелей. Подсудимый признал себя виновным в ограблении, однако наотрез отрицал убийства. Он держался необычайно спокойно, иногда даже дерзко, не проявляя признаков раскаяния. Речь прокурора неоднократно прерывал криками: «Покажите мне тела!»
Несмотря на виртуозную защиту адвоката Моро-Жоффри, 30 ноября 1921 Л. был приговорен к смертной казни. 24 февраля 1922 президент Франции А. Мильеран отклонил прошение о помиловании. Ок. шести часов утра 25 февраля 1922 Л. окончил свою жизнь на гильотине. Перед казнью он отказался от исповеди, а на вопрос убил ли он одиннадцать человек, ответил: «А вот это мой маленький секрет, господин капеллан».
Чудом избежала гибели от рук Л. певица кабаре Фернанда Сегре (Fernande Segret). Впоследствии она работала детской медсестрой в Ливане. Вернулась на родину только в 1963. Посмотрев фильм Клода Шаброля «Ландрю» (1962), Ф. Сегре посчитала, что ей нанесен моральный вред, т.к. режиссер показал ее обнаженной в постели. Она потребовала денежной компенсации в размере двухсот тысяч франков. Суд снизил сумму до десяти тысяч, поскольку «Ландрю можно считать исторической личностью и его жизнь принадлежит общественности». Ф. Сегре страдала хронической болезнью позвоночника, последние годы жила в доме для престарелых. Покончила с собой 22 февраля 1972, накануне 50-летней годовщины казни Л. На ее ночном столике осталось прощальное письмо и фотография Л., которого она, по-видимому, не могла забыть до конца жизни.
Потомки Л. неоднократно подвергались публичным оскорблениям и угрозам. Сын Л. Морис трижды менял фамилию, чтобы избежать преследований шантажистов. Зато сам Л. удостоился посмертной славы и репутации Синей бороды. Его судьба легла в основу фильма Ч. Чаплина «Месье Верду» («Monsieur