Tester har visat att råttgift dödade rovfågelhonan, som upptäcktes i ett stenbrott i Penmaenmawr i juni.
North Wales-polisen sa att detta var den andra misstänkta döden av en peregrinfalk de senaste månaderna.
Den skyddade fågeln är ett hot mot tävlingsduvor och officerare vädjar till samhället om hjälp.
"Det är mycket sorgligt att en mycket skyddad och sällsynt fågel håller på att utplånas från norra Wales eftersom någon lägger gift urskillningslöst för egen vinning", säger Sergeant Rob Taylor.
"Vi är medvetna om orsakerna till och metoderna för förgiftning och även var våra fåglar befinner sig, så vi kommer att ha ett nära samarbete med RSPB och andra frivilliga organisationer för att sätta stopp för denna praxis och fånga gärningsmannen."
Förra månaden hittades fyra peregrinska falkar döda i sitt avlägsna bo vid ett stenbrott i Gwynedd.
En vuxen och tre kycklingar upptäcktes i boet vid Dyffryn Nantlle och polisen misstänkte brott.
En peregrinfalk som hittades död i Gwynedd förgiftades. Polisen har bekräftat det.