逃亡中的戴塔隆德到費爾內向伏爾泰敘述了事情的經過。當伏爾泰得知法院的處罰方式後，他拍案暴怒，反動教會和司法當局竟殘忍到如此程度，上帝的子孫不是變成野獸了嗎？他決不能饒恕他們的胡作非為，他哀歎光榮的法蘭西民族竟能允許這樣的宗教迫害事件屢次發生。年邁體弱的伏爾泰實在不能平靜下來了，他要為這一新的冤獄再次翻案！
伏爾泰立即給普魯士國王弗裏德裏希寫信，請求他設法解救拉拜爾並關照已加入普軍的戴塔隆德。
拉拜爾在亞眠法院判決後，被押往巴黎複審。在巴黎，他向高等法院提出了上訴，檢察長認為拉拜爾確有冤情，建議撤銷亞眠法院的原判，但最高法院25位法官在最後表決時，有15人堅持維持原判，這樣，拉拜爾又重新被押回阿貝維爾，1766年7月1日，按照原判拉拜爾被斬首並處以火刑。在逮捕他時警察從其身上搜出的一本《哲學辭典》也被當作他的罪證投進火堆焚毀。
當伏爾泰弄清這一案件的細節時，拉拜爾已被處死。當初，他認為天主教徒拉拜爾隻不過是個玩世不恭，不安分守己的年輕人，不相信他對宗教的挑釁行為有任何哲學背景。他聽說拉拜爾讀過《哲學辭典》這類自由主義書籍時，認為這是敵人別有用心的宣傳。當巴黎高等法院的法官正式宣稱拉拜爾褻瀆宗教，原因是他看了現代哲學書籍，受到自由思想家的影響，並點了伏爾泰的名時，伏爾泰才相信這一案件與卡拉和西爾文不同，確實有非同尋常的政治背景。他非常恐慌，擔心馬上會牽連到自己，便趕緊離開了費爾內。離開幾天後，他思前想後，覺得自己根本沒有什麼值得可怕的，於是又勇敢地回到了費爾內的家中。他又積極投入為拉拜爾冤案平反的鬥爭，7月中旬，他激憤地寫下了《記拉拜爾騎士之死》一文，嚴厲指責法國司法製度為宗教狂熱分子服務。
拉拜爾事件引起了伏爾泰對自由思想家在法國處境的擔憂，腐朽的司法製度和狂熱的教會當局既然連一個不滿20歲、乳臭未幹的年輕人的輕微魯莽行動都不能饒過，那麼他們能饒過早已如芒刺在背的自由思想家嗎？他準備為哲人黨兄弟們尋找安全處所，不過，他的努力沒有成功，哲人黨們不想離開啟蒙運動正風起雲湧的法蘭西。
伏爾泰對公眾在拉拜爾事件上的麻木態度甚為不滿，他對達蘭貝爾說，人們隻是隨便談論幾句這件事，便聚集到歌劇院尋歡作樂，而把無辜慘死的青年早已忘到腦後。他不能昧著良心隨波逐流，他拖著贏弱的身軀不屈不撓地為拉拜爾和戴塔隆德的冤獄平反而奔走呼喊了十多年，由於巴黎高等法院讚同亞眠法院的判決。國王路易十五也表示支持，伏爾泰的努力最終沒有取得任何結果。對此，他十分遺憾，他曾在一篇文章中憤慨地寫道："這些小花臉！吃人者！……你們從跳舞的篝火場邊和從演滑稽歌劇的格雷弗廣場趕來，車裂卡拉，燒死這可憐的青年，我簡直不願意同你們呼吸同一種空氣。"機智、愛說笑話和喜歡嘲諷的伏爾泰，現在暫時放棄了他慣用的武器，因為在與殺人犯的鬥爭中需要的不是這個武器，這裏需要的是人民代言人的像鋼和劍一樣鋒利的語言：他說："不！不！現在不是說笑話的時候，在屠宰場上講究機智是不適當的。"
為拉拜爾伸冤雖然以失敗而告終，但是伏爾泰並沒有心灰意懶，他仍然十分關心那些蒙受冤屈的人們，並積極為他們伸張正義，討回公道。因他的幫助而得救或得到昭雪的人很多。1769年，一個名叫馬丁的農民被誣告殺人而受車裂，後來真正的凶手招認了，伏爾泰設法爭取為馬丁平了反。1770年聖奧曼地區的蒙巴義夫婦被誣告殺害自己的母親，法院把蒙巴義夫婦判了死刑，蒙巴義被當場處死，妻子緩刑。伏爾泰照例為他們仗義執言，他發表了題為《阿拉斯法院的謬誤》的小冊子，猛烈抨擊腐敗的司法製度草菅人命。在伏爾泰的出麵幹涉和爭取下，蒙巴義的妻子終於獲釋，法院承認死者是無辜的。後來法屬印度總督拉裏·篤朗達勒又被誣告叛國通敵，法院在嚴刑逼供之後對其處以死刑，伏爾泰了解真相後又挺身而出、據理力爭，反對這種輕率的判決。他得到了公共輿論的一致響應，拉裏伯爵的冤案又得以平反昭雪。