В отчаянии бедная девушка стала проводить ночи с другими поклонниками, которые всегда находились рядом и ждали удобного случая, чтобы добиться расположения красавицы Гамильтон. А та не желала отказывать могучим офицерам, иностранным гостям и заискивающим перед ней придворным. Склонная к любовным интригам и неравнодушная к плотским развлечениям, в объятиях новых любовников Мария быстро простила неверность царя. Однако мысль возвратить его не покидала её ещё долго.
Считают, что Гамильтон вступила в любовную связь с царским денщиком Иваном Орловым, чтобы вернуть венценосного любовника и опять завладеть его сердцем. Царские денщики неотлучно находились при царе и исполняли обязанности его личных секретарей. Нередко они становились самыми близкими друзьями государя. Таким образом, Мария Гамильтон могла знать обо всём, о чём думал царь, кем был увлечён и к кому испытывал особо сердечные чувства. Простой и недалёкий Иван рассказывал любовнице все государевы секреты.
Гамильтон и Орлов встречались тайно. Их связь продолжалась несколько лет. В 1716 году царь с супругой ехали в Европу. Любимая фрейлина царицы и денщик Орлов отправлялись за границу в царской свите. Путешествие было долгим, и Пётр часто приказывал останавливаться на день, чтобы беременной Екатерине Алексеевне можно было отдохнуть. Придворные не теряли времени. Они развлекались, пили и заигрывали с местными девицами. Не остался в стороне и Иван Орлов. С каждым днём он становился равнодушнее к Марии, часто оскорблял её и даже избивал. Та, чтобы как-то задобрить возлюбленного, стала красть драгоценности царицы и, продавая их, покупала Орлову дорогие подарки. «В благодарность» грубый и заносчивый Иван избивал любовницу ещё сильнее.
Зато царь, предаваясь плотским забавам, однажды вспомнил о бывшей фаворитке и как-то ночью прошёл в её опочивальню. Вскоре Мария поняла, что ждёт ребёнка. Надевая широкие платья и притворяясь нездоровой, она долго скрывала своё положение. Уже в России девица Гамильтон родила сына. А наутро во дворце нашли тело мёртвого младенца, завёрнутое в одеяло.
Кто произвёл на свет ребёнка и убил его — страшная тайна осталась неоткрытой. До тех пор, пока в 1717 году Иван Орлов не принёс царю важные бумаги. Тот второпях положил их в карман, а на следующий день никак не мог отыскать. Разумеется, подозрение в краже пало на денщика. Разгневанный государь велел привести Ивана и начал допрос. Перепуганный до смерти Орлов посчитал, что Пётр узнал о его тайной связи с Марией, пал на колени и признался во всех грехах. Удивлённый откровением денщика, царь стал дальше его расспрашивать о подробностях сожительства с «девкой Гамонтовой». Тот признался, что Мария не раз вытравляла ребёнка, совершая ужасный, смертный грех, и что он, Иван, дескать, к этим грязным делам вовсе не причастен.
Марию привели к разъярённому Петру. Не долго думая, он учинил ей допрос с пытками. Она держалась стойко, однако призналась во всём, но старалась выгородить возлюбленного. К тому же женщина рассказала и о том, что крала у царицы Екатерины Алексеевны деньги и драгоценности, чтобы делать любовнику дорогие подарки и покрывать его долги.
Следствие над девицей Гамильтон затянулось на четыре месяца. Всё это время она провела в темнице, закованная в железо. Мария подвергалась пыткам, и из её уст вырывались всё новые и новые признания. Она также призналась, что была виновна в детоубийстве, когда умерщвляла нерождённых детей ещё во чреве, а последнего, родившегося ребёнка, задушила собственными руками. Свидетельницей убийства младенца стала горничная Катерина Терповская, которая подтвердила всё сказанное фрейлиной.
Когда из Марии было выбито последнее признание, в тот же день вышел указ, подписанный государем: «Девку Марью Гамонтову, что она с Иваном Орловым жила блудно и была от того брюхата трижды и двух ребёнков лекарствами из себя вытравила, а третьего удавила и отбросила, за такое её душегубство, а также она же у царицы государыни Екатерины Алексеевны крала алмазные вещи и золотые червонцы казнить смертию».
Екатерина, женщина хладнокровная и трезвая, повела себя великодушно. Простив фрейлине кражу драгоценностей, она умоляла Петра не казнить Марию. Но тот, невзирая на слёзы и уговоры супруги, не отменил своего указа.
14 марта 1719 года двадцатипятилетняя Мария Гамильтон надела белое платье и заплела в волосы чёрные ленты. Увидев её, толпа, собравшаяся на площади перед эшафотом, замерла. Девица была так прекрасна: ни долгие дни в темнице, ни жестокие пытки не смогли загубить её красоту. Пётр приблизился к бывшей фаворитке и попросил молиться на небесах за всех грешных, остающихся на земле. Потом он поцеловал её и что-то шепнул палачу. Толпа облегчённо вздохнула, решив, что царь отменил приказ. Однако палач, взмахнув топором, отрубил несчастной голову.