اتهام او جاسوسی و همکاری با بی‌بی‌سی فارسی عنوان‌شده بود. مرضیه دربند دو الف سپاه پاسداران نگهداری شده و تحت‌فشار و شکنجه بود تا برای انجام اعترافات تلویزیونی موافقت کند.

کمی پس از بازداشت خانم مرضیه، فیلمی در تلویزیون دولتی ایران از او و چند نفر دیگر پخش شد که در آن از اتهاماتی چون ارتباط با بیگانگان علیه آن‌ها مطرح شد.

همزمان با دستگیری مرضیه و تنی چند از روزنامه‌نگاران دیگر، خبرگزاری مهر از دستگیری « عده‌ای از اعضای شبکه همکاران بی‌بی‌سی فارسی در ایران » خبر داد.

ارتباط با تلویزیون فارسی بی‌بی‌سی، ایجاد شبکه برای جذب مخفیانه و فوری و آموزش افراد از سراسر کشور با هدف جذب نخبه‌های سیاسی و رسانه‌ای، جمع‌آوری و مخابره اطلاعات شخصی و طبقه‌بندی‌شده، ارتباط با اینتلیجنت سرویس (سازمان جاسوسی) انگلیس و جذب و استخدام و نیز کمک به خروج از کشور افراد برگزیده‌شده توسط بخش فارسی بی‌بی‌سی و نیز تهیه محتوای خاصی از برنامه‌های اصلی بی‌بی‌سی‌ بخشی از شرح جزییات اتهاماتی بود که به نقل از سایت مدافعان حقوق بشر علیه مرضیه مطرح‌شده بود.

در آن زمان، در حالی که بیش از دو هفته بعد از بازداشت ، وضعیت مرضیه در بی‌خبری مطلق سپری می‌شد و سخنگوی قوه قضائیه در پاسخ به پرسشی از وضعیت مرضیه رسولی در آن روزها گفت «برای اعلام اسامی و نوع اتهام مشکل قانونی وجود دارد» و «در صورت نیاز دادستان تهران اطلاع‌رسانی می‌کند».

او روزهای متوالی در سلول انفرادی ماند. در تمام این مدت پیگیری‌های خانواده‌اش برای اطلاع از علت دستگیری این روزنامه‌نگار بی‌نتیجه بود.

ابوالفضل رسولی، پدر مرضیه از وعده‌های دروغ برای آزادی دخترش و بی‌تابی همسر بیمارش به رسانه‌ها گله کرده و گفته بود: «همسر من ناراحتی قلبی دارد و هنوز از دستگیری دخترم بی‌اطلاع است. به او گفته‌ایم که دخترم به سفری کاری رفته و در جواب بی‌تابی‌هایش می‌گوییم دیگر همین روزها از سفر برمی‌گردد اما روزها می‌گذرد و خبری نمی‌شود.»

او نزدیک به چهل و اندی روز در سلول‌های انفرادی سپاه پاسداران زندانی بود تا درنهایت در تاریخ دوشنبه هشتم اسفند 1390 با قرار وثیقه ۳۰۰ میلیون تومانی و تا زمان دادگاه آزاد شد.

بعدها دادگاه مرضیه او را به دو سال زندان و 50 ضربه شلاق محکوم کرد. سرانجام مرضیه در توییتر خود خبر داد که دادسرای زندان اوین او را برای اجرای حکم دو سال زندان و ۵۰ ضربه شلاق احضار کرده است و او روز سه‌شنبه، ۱۷ تیر باید به خود را به زندان معرفی کند.

این روزنامه‌نگار روز شانزدهم تیرماه در توییتر خود نوشت: «حکمم تایید شد و فردا برای اجرای حکم باید برم زندان. چرا این‌جوری کردن با من. حتی قبل از اینکه به خودم ابلاغ کنن میخوان سریع اجرا کنن حکمو».

مرضیه از روز هفدهم تیرماه سال جاری -1393- برای گذراندن دو سال حبس خود در زندان است. بیرون از زندان دوستانش و بسیاری از مدافعان حقوق بشر برای احقاق حق او تلاش می‌کنند از آخرین تلاش‌های انجام‌گرفته باید به درخواست «نوام چامسکی» زبان‌شناس و فیلسوف برجسته آمریکایی اشاره کرد.