Понимая, что показания Махалина подрывают позицию обвинения, прокурор и поверенные истцов потребовали публично разоблачить свидетеля как секретного агента охранки. Расчет был точен. После такого разоблачения ценность показаний Махалина и его коллег по добровольному расследованию в глазах общественного мнения упала бы до нуля. Эта деликатная тема уже поднималась на судебном заседании, и Махалин с негодованием отвечал, что никогда не имел связей с тайной полицией. Его хладнокровие объяснялось тем, что после разоблачения Азефа Департамент полиции строжайше воспрещал сотрудникам розыска давать какую-либо информацию о своих агентах. Однако Замысловский угрожал с думской трибуны обвинить охранку в провале дела. Ввиду важности процесса Департамент полиции пошел на нарушение собственного правила. Белецкий разрешил заявить на суде о сотрудничестве Махалина с полицией и его «денежной нечистоплотности».
Вместе с тем Дьяченко постарался воздействовать на поверенного истцов: «Я говорил Замысловскому, настаивавшему на разоблачении Махалина, в том смысле, что если последний действительно и был секретным сотрудником, то стоит ли его “проваливать”, так как в таком случае трудно будет приобретать новых сотрудников. То же самое говорил ему и Шредель».
Вероятно, эти аргументы подействовали на Замысловского, и он согласился на компромисс. 14 декабря Дьяченко телеграфировал в Департамент полиции: «Иванов удостоверил, что Бразуль, Махалин, Караев за розыски получали денежные вознаграждения, его правдивые показания имеют серьезное значение для дела, развенчивая бескорыстных добровольных сыщиков… Деятельность Махалина охранным отделением не разоблачена».
Подполковник Иванов оказался на суде в двойственном положении. Он был вызван в качестве свидетеля защитой, знавшей о его благожелательном отношении к частному расследованию журналиста Бразуля-Брушковского. Однако, как вспоминал адвокат Д.Н. Григорович-Барский, подполковник отказался от своей прежней уверенности в невиновности Бейлиса, «заявляя о запамятовании наиболее важных в интересах защиты обстоятельств». Разочарование адвокатов Бейлиса было настолько большим, что Грузенберг в сердцах назвал жандарма «бесчестным свидетелем».
Основная борьба развернулась вокруг ритуальной версии. Во время процесса на все лады склоняли хасидов, т. е. последователей религиозно-мистического течения в иудаизме, получившего распространение в Галиции с XVIII в. Прокурор и поверенные гражданских истцов утверждали, что усадьба Зайцева являлась центром хасидизма в Киеве, а кровь мальчика понадобилась для освящения молельни, заложенной весной 1911 г. По их словам, кровавый обряд был совершен местным цадиком (духовным наставником хасидов) Файвелом Шиеерсоном и двумя жрецами «из рода Аарона» — Ландау и Эттингером, прибывшими ради такого торжественного случая из-за границы. Якобы Бейлис был подручным этих жрецов, в его задачу входило поймать мальчика, игравшего на территории кирпичного завода, и отвести его к погасшей печи, где и было совершено жертвоприношение. Вся эта фантастическая картина убийства сложилась постепенно в течение двух лет, эпизод за эпизодом благодаря различным добровольным осведомителям из черносотенного лагеря. О хасидах впервые заговорил студент Голубев, о двух таинственных евреях в странных одеяниях — Вера Чеберяк и ее муж, а имена этих евреев назвал ростовщик Розмитальский, председатель местного отдела «Союза русских людей». Знакомый Бейлиса — мелкий торговец Файвел Шнеерсон был произведен в цадики потому, что он был однофамильцем и земляком цадика Залмана Шнеерсона, распространявшего хасидизм в XIX в.
Для решения вопроса о ритуале были проведены три экспертизы: медицинская, психиатро-психологическая и богословско-историческая. Каждая из сторон пригласила своих экспертов. Поскольку профессор Оболенский к этому времени скончался, обвинение использовало в качестве эксперта петербургского профессора-паталогоанатома Д.О. Косоротова. Департамент полиции был настолько заинтересован в его научном авторитете, что заплатил профессору 4 тыс. руб. из секретных фондов Министерства внутренних дел. Косоротов и прозектор Труфанов объяснили присяжным заседателям, что целью убийства Ющинского было причинение мучений и извлечение крови. Эксперты защиты — лейб-хирург Е.В. Павлов и профессор А.А. Кадьян — утверждали прямо противоположное. По их мнению, преступники стремились как можно скорее умертвить свою жертву, не собираясь ее обескровливать.
Психиатро-психологическую экспертизу со стороны обвинения представлял профессор Сикорский. Его выступление на суде было еще более предвзятым, чем заключение, подготовленное для следственных властей в самом начале дела. Убедительное опровержение его выводов дал академик В.М. Бехтерев, ученый с мировым именем.