Stosunki między chlebodawcą a nianią szybko zmieniły się na tyle, że w 1928 roku Rita urodziła Zarembie córkę. Dzieci Stanisława (a szczególnie Elżbieta zwana Lusią) nie chciały zgodzić się na związek ojca z opiekunką. Zaremba wynajął, więc mieszkanie we Lwowie dla siebie i dzieci, a Ricie zaproponował pozostanie w jego willi w Brzuchowicach. Niestety, na parę dni przed planowaną przeprowadzką znaleziono Lusię we własnym łóżku, martwą.

W tę noc o północy - jak się później okazało – obudził Stasia przeciągły jednorazowy skowyt psa. Krzyknął na Lusię i przypuszczając, że przyszli złodzieje, wyjrzał przez okno na dwór, jednak niczego podejrzanego nie zauważył. Nie słysząc odpowiedzi Lusi wstał z łóżka, podszedł do drzwi hallu i tam zobaczył między choinką a pianinem postać kobiecą. Wziął ją za siostrę i zawołał „Lusiu”. Gdy nie otrzymał żadnej odpowiedzi zaczął bić w drzwi. Wówczas, postać przesunęła się cicho przez odchylone drzwi na werandę, skręciła na lewo ku schodom i znikła. Staś rozpoznał w tajemniczej osobie Gorgonową. Pobiegł do pokoju Lusi i zobaczył na jej głowie poduszkę. Odrzucił ją i zauważył, że Lusia leży we krwi. Zorientował się, że Lusia nie żyje. Wezwano policję i lekarzy.

Wstępne oględziny pokoju nie wykazały na podłodze żadnych śladów śniegu ani jego topnienia, które powstałyby od zaśnieżonego obuwia. Otwarta część okna w pokoju była zbyt mała, aby przez nią ktoś mógł wejść do pokoju, nie stwierdzono również żadnych śladów podważania, żadnych śladów usiłowania gwałtownego dostania się do wnętrza willi.

Zbadano ślady na śniegu, które wykazywały dokładnie, że pochodzą od stóp obutych w pantofle. Ślady te biegły od frontowej do małej werandy, komunikującej z sypialnią Gorgonowej, a następnie rozwidlały się w kierunku piwniczki i basenu. W szklanych drzwiach małej werandy szyba była wybita na wysokości klamki. Ujawniono również ślady krwi na murze niedaleko werandy oraz na drzwiach prowadzących do małej piwniczki. W samej piwnicy znaleziono chusteczkę z kilkoma różowymi plamkami.

Podczas oględzin basenu znaleziono żelazny dżagan (rodzaj młota, kilof). Nie ujawniono na nim śladów krwi. Dżagana używał ogrodnik do robienia przerębli.

Gorgonową zastano w futrze i w pantoflach. Na sukni i białej koszuli nie stwierdzono żadnych plam. Pantofle były mokre z dużymi rdzawymi plamami. Na prawa ręce Gorgonowej odkryto zranienia.

Zapytana o skaleczenie odparła, iż skaleczyła ją na szklance, którą stłukł Zaremba zerwawszy się z łóżka na krzyk Stasia. Później dowiedziawszy się o znalezieniu wybitej szyby w drzwiach jej sypialni podała, iż wychodząc do basenu po wodę dla Lusi, przy otwieraniu drzwi wybiła szybę i skaleczyła rękę. Nie umiała jednak wytłumaczyć, dlaczego szła po wodę do basenu, mimo że woda znajdowała się w kuchni, a nawet w miednicy w pokoju Lusi. Zapytana o pantofle podała, że są one mokre, ponieważ biegła w nich po śniegu właśnie po wodę, zaś plamy krwi na nich mogą pochodzić od ryby, którą sprawiała na święta. Zapytana, co do znalezionej w piwnicy mokrej chusteczki poplamionej krwią, podała, że chusteczka mogła jej wypaść kilka dni wcześniej, gdy będąc w okresie menstruacyjnym sprzątała piwnicę. Nie umiała jednak wytłumaczyć, w jaki sposób znalazła się ona pod grafitem, oraz dlaczego była mokra skoro w otoczeniu było sucho.

Lekarz sądowy dokonał oględzin zwłok denatki. Leżały one na łóżku na wznak, prawa kończyna dolna wyciągnięta, lewa ułożona na zewnątrz, zgięta w kolanie. Obie kończyny zgięte w łokciach palcach zaciśniętych.

Twarz, uszy, włosy, kark i plecy denatki pokryte były zaschłą krwią. Na czole po stronie lewej znaleziono trzy rany. Sekcja zwłok przeprowadzona 2 stycznia 1932 w Zakładzie Medycyny Sądowej we Lwowie wykazały ponadto obrażenia części płciowych pochodzących od wciśnięcia z dużą siła jakiegoś ciała tępego do pochwy, przy czym charakter i kształt obrażeń przemawiają za tym, że obrażenia te powstały przez wciśnięcie do dróg rodnych denatki palca w chwili, gdy ta już nie żyła lub była w stanie agonalnym.

W toku śledztwa ustalono, iż Gorgonowa widziana była tego dnia w kolorowej koszuli nocnej (potwierdza to Staś przechodzący wieczorem przez sypialnię Gorgonowej i jeden ze świadków), a nie w białej, w jakiej zastano ją po przybyciu organów śledczych, co więcej koszula ta sprawiała wrażenie jakby w niej nie spano. Nasuwa to wniosek, iż ta kolorowa koszula, z uwagi na możliwe ślady krwi na niej występujące, została spalona, co tłumaczyło również ujawnione w okolicy pieca ślady nafty, wyczuwalne także od Gorgonowej.

23 kwietnia 1932 roku rozpoczął się proces Rity Gorgonowej oskarżonej o morderstwo Lusi Zaremby. Nianię uznano winną i skazano na karę śmierci. Podstawowym dowodem obciążającym miało być rozpoznanie Rity przez Stasia Zarembę, który podobno zauważył ją w holu, skrywająca się tuż po morderstwie za choinką. Sprawę śledziła niemalże cała Polska. Obrońca złożył rewizję. We wrześniu Sąd Najwyższy wyrok uchylił i sprawa została rozpatrzona przez Sąd Okręgowy w Krakowie - zakwestionowano też wiarygodność Stasia jako świadka.

6 marca rozpoczął się następny proces. Adwokat Rity przypuścił atak na biegłych. Jego zdaniem ekspertyzy zostały wykonane niefachowo. Cały czas także rozpatrywano problem domniemanego narzędzia zbrodni - dżagana znalezionego na dnie basenu i braku na nim śladów krwi. Wówczas nie umiano jeszcze porównywać obrażeń jakie powstały na czaszce z konkretnym narzędziem. Dżagan znaleziono na dnie basenu, a jak wiadomo krew dobrze zmywa się w zimnej wodzie. Sąd jednak uznał ponownie Ritę za winną i tym razem skazał ją na 8 lat więzienia, uznając, że zbrodnię popełniła pod wpływem silnego wzruszenia.

Gorgonowa wyszła na wolność po 6 latach na skutek amnestii ogłoszonej w związku z wybuchem wojny.