
Mesmo durante esse tempo, ela afirmava escutar vozes ameaçadoras e tinha visões assustadoras que ela mesmo começou a atribuir a uma possessão. Como os médicos não encontravam explicação para o que ocorria com Anneliese, seus pais também começaram a acreditar numa possessão demoníaca. Anneliese começou a ter visões de faces demoníacas durante suas preces diárias e não suportava os lugares e objetos sagrados e apresentava cada vez mais um quadro de depressão profunda. Durante todo esse período, foi medicada com psicotrópicos Aolept e em seguida com Tegretol. A medicação não surtia nenhum efeito, não evitou as as crises de convulsão,nem fizeram desaparecer as vozes e as alucinações que se tornavam cada vez mais frequentes.
Em 1973, os pais de Anneliese solicitaram aos religiosos que fizessem o exorcismo, porém o exorcismo foi negado apesar do padre Ernest Alt, estava convencido que a moça já apresentava todas as condições para a realização do exorcismo de acordo com o Rituale Romanum. Nessa época, Anneliese insultava, espancava e mordia os membros de sua família, dormia no chão e alimentava-se de moscas, aranhas, e bebia sua própria urina. Ela podia ser ouvida gritando enquanto destruía crucifixos, imagens de Jesus e rosários, começou também a cometer auto mutilação, despia-se e fazia suas necessidades orgânicas pela casa.
Em 1975, o Bispo de Wurzburg, finalmente permitiu a realização do exorcismo. No rito do exorcismo, o padre deveria portar uma Bíblia, fazer o sinal da cruz, abençoar a pessoa e respingar água benta. As sessões de exorcismo poderiam durar horas, dias ou até meses.
Foram realizadas 67 sessões de exorcismo, nas sessões documentadas em 40 fitas de áudio, Anneliese manifestou vozes masculinas e parecia estar dominada por no mínimo 6 demônio: Lúcifer, Caim, Judas, Nero,, Hitler e Fleichmann, um padre que caiu em desgraça. Assim, como o tratamento psiquiátrico, o exorcismo também não surtiu efeito. Durante o período do exorcismo e ainda tomando os medicamentos, ela relata que tivera um sonho com a Virgem Maria, que teria lhe dado a opção de ser libertada de seu sofrimento, ou continuar seu martírio para que todos soubesse que o mundo espiritual e as ações demoníacas realmente existem. Anneliese escolheu a segunda opção.
Em 1 de julho de 1976, no dia em que Anneliese premeditou o fim de seu sofrimento, morreu enquanto dormia, a meia noite, faleceu aos 23 anos de idade. A autopsia considerou sua desnutrição e sua desidratação como causa de sua morte por falência dos órgãos ( seu corpo nesta época pesava cerca de 30 kilos).
Logo após o comunicado do óbito para as autoridades, foi aberto um inquérito onde os promotores públicos responsabilizaram o padre e os pais de Anneliese de homicídio causado por negligência médica. O caso Klingenberg, iniciou-se em 30 de março de 1978. Durante o julgamento muitas teorias tanto da acusação como da defesa foram expostas, mexendo profundamente com os religiosos.

Nos dias atuais, o túmulo de Anneliese Michel, tornou-se um local de peregrinação para cristãos que a consideram uma devota que experimentou sacrifícios extremos para possibilitar a salvação espiritual de muitos.