Mordserie
Det skulle senare avslöjas att från slutet av 1989 till hösten 1990 hade Wuornos mördat minst sex män längs Floridas motorvägar. I mitten av december 1989 hittades Richard Mallorys kropp på en skrotupplag, och ytterligare fem mäns kroppar skulle upptäckas under de följande månaderna.
Myndigheterna kunde så småningom spåra Wuornos (som hade använt olika alias) och Moore med hjälp av fingeravtryck och handflatavtryck som lämnades i en annan försvunnen mans, Peter Siems, kraschade bil. Wuornos greps i en bar i Port Orange, Florida, medan polisen spårade upp Moore i Pennsylvania. För att undvika åtal gjorde Moore en uppgörelse, och i mitten av januari 1991 fick hon fram en telefonbekännelse från Wuornos, som tog på sig det fulla och ensamma ansvaret för morden.
Rättegång och avrättning
Det uppstod ett medialt raseri kring fallet, delvis på grund av brottens luriga karaktär. Under rättegången hävdade Wuornos att hon hade blivit våldtagen och misshandlad av Mallory och att hon hade dödat honom i självförsvar. Mallory hade tidigare avtjänat ett tioårigt fängelsestraff för sexuella övergrepp, även om det inte avslöjades i rätten. Hon uppgav att hennes mord på de fem andra männen också hade varit i självförsvar, även om hon senare skulle dra tillbaka dessa uttalanden.
Den 27 januari 1992 fann en jury Wuornos skyldig till mord av första graden i Mallory-fallet och hon fick dödsstraff. Under de följande månaderna erkände Wuornos sig skyldig till morden på de fem andra män vars mord hon anklagades för och fick en dödsdom för varje erkännande. Utanför rätten erkände hon senare mordet på Siems, vars kropp aldrig återfanns.
Efter att ha tillbringat ett decennium i dödscell valde Wuornos till slut att avskeda sina advokater i överklagandet, som arbetade för att få uppskov med avrättningen. Men en av domstolen utsedd advokat var bekymrad över kommentarer från Wuornos som tydde på att hon var djupt frånkopplad från verkligheten. År 2002 upphävde Floridas guvernör Jeb Bush ett tillfälligt uppskov med avrättningen efter att tre psykiatriker bedömt att hon var mentalt kompetent att förstå dödsstraffet och skälen till dess genomförande.
Wuornos avrättades genom en dödlig injektion på morgonen den 9 oktober 2002. Hennes rapporterade sista ord var: ”Jag vill bara säga att jag seglar med klippan, och jag kommer tillbaka som Independence Day med Jesus den 6 juni. Som i filmen, med det stora moderskeppet och allt. Jag kommer tillbaka.”
Wuronos kvarlevor kremerades och spreds vid ett träd i hennes hemstad.
Filmer
Wuornos historia har varit noga profilerad i film. Den brittiske dokumentärfilmaren Nick Broomfield har skapat två verk – Aileen Wuornos: The Selling of a Serial Killer (1993) och Aileen: Life and Death of a Serial Killer (2003), där den senare regisserades tillsammans med Joan Churchill.
Skådespelerskan Charlize Theron, som ofta är känd för sin glamorösa rollfigur, genomgick en stor fysisk och känslomässig förvandling för att porträttera Wuornos i 2003 års Monster, skriven och regisserad av Patty Jenkins och med Christina Ricci i rollen som Selby Wall, en karaktär inspirerad av Tyria Moore. I en fängslande prestation som var slitsam att se och som av kritikern Roger Ebert hyllades som en filmisk milstolpe, vann Theron en Oscar för bästa skådespelerska i en film som väckte en del kontroverser om detaljernas exakthet och omfattning. Wuornos liv fortsätter att fascinera den kreativa industrin, och skådespelerskan Lily Rabe porträtterade Wournos i höstsäsongen 2015 av American Horror Story.