Узнав о бегстве сына, Петр был вне себя от ярости. На розыски царевича он послал П. А. Толстого, дав ему строжайший приказ: во что бы то ни стало доставить Алексея в Россию. Толстой вместе с А. И. Румянцевым долго прочесывал владения австрийского императора, пока наконец не обнаружил беглеца в Италии, под Неаполем. Настигнув царевича, Толстой ловко воспользовался угрызениями совести, которые терзали беглеца. Умело разжигая в Алексее чувство вины, обещая ему — от имени царя — безусловное прощение в случае явки с повинной, Толстой сумел выманить его в Россию.

Вот уж кто оказался предателем, так это любовница царевича Ефросинья, простая крепостная девушка, которую Алексей полюбил и увез с собой за границу. Она помогла Толстому сломить волю царевича, усыпить его страх и заманить в западню. В материалах Тайной канцелярии сохранилась краткая запись, сделанная уже потом, несколько лет спустя после гибели царевича: Ефросинья получила на свадьбу с неизвестным нам человеком две тысячи рублей из денег покойного царевича. По тем временам это была огромная сумма денег, и это, без сомнения, были иудины сребреники.

Вернувшегося домой царевича ждало не прощение царя, а его гнев. Алексея подвергли допросам, очным ставкам, пыткам, причем сам отец сидел за столом следователя в пыточной палате. Он наблюдал, как его родного сына заплечные мастера подвешивают на дыбу, бьют кнутом, рвут у него ногти. Летом 1718 года состоялся назначенный государем суд. Все сподвижники Петра, составившие судилище, один за другим, вынесли приговор: «Виновен, достоин смертной казни». А потом наступил момент, когда нужно было привести приговор в исполнение. И опять позвали Толстого и Румянцева.

Нам неизвестно, о чем думала и что говорила мужу в этот страшный час Екатерина. Конечно, она, его «друг сердешненькой», была рядом, чтобы облегчить тяжкий удел царю, приносившему ужасную жертву на алтарь отечества — своего сына, врага внутреннего. Но не забудем, что в этот поздний час неподалеку от комнаты, где собрались палачи, мирно спал Шишечка. Так сложились обстоятельства, так требовал сюжет этой драмы, что кровь Алексея была нужна ей, матери «Санкт-Петербургского хозяина». Кроме того, царица в тот момент была на сносях, и супруги, вероятно, думали, что вскоре родится еще один сын. Но тогда, в августе 1718 года, родилась дочь Наталья.

Казнь-убийство была совершена, как и приказал государь, ночью, в полутьме. По описанию Румянцева, Алексей не хотел умирать, он вырывался из рук палачей, но они гуртом навалились на него и придавили подушкой. Ослабленный пытками царевич бился недолго, а потом затих. Прибрав комнату и положив тело так, будто царевич безмятежно спит, убийцы исчезли во тьме. Впрочем, есть и другая версия казни — царевича отравили. Все равно, вероятно, было так же мерзко — одни держали царского сына, другие вливали яд сквозь стиснутые зубы.

Как бы то ни было, наутро Петр и Екатерина вздохнули свободно: проблема престолонаследия решилась. Царевич Петр Петрович стал полноправным и единственным наследником престола. Он подрастал, умиляя родителей. Но предсмертные крики Алексея, бившегося в руках тайных ночных палачей, повисли проклятием над царским домом. В апреле 1719 года супруги были потрясены страшным несчастьем: их радость, их надежда, милый Шишечка, проболев (возможно, гриппом) несколько дней, умер. Он не прожил и трех с половиной лет. Фундамент благополучия царской семьи дал глубокую трещину. Горе Екатерины было безмерно. Когда она сама восемь лет спустя умерла, то в ее вещах были найдены игрушки — не умершей позже дочери Натальи или других рано скончавшихся детей, а Шишечки, «Санкт-Петербургского хозяина». Канцелярский реестр трогателен: «Крестик золотой, пряжечки серебряные, свистулька с колокольчиками, рыбка стеклянная, готоваленка яшмовая, фузейка (ружье.