Сын решил исправить бесчестное дело и перезахоронить останки отца в петербургской усыпальнице Дома Романовых — Петропавловском соборе, где к тому времени покоились Пётр I, Екатерина I, Анна Иоанновна и Елизавета Петровна. В акте перезахоронения многие узрели и писали о том многократно, что Павлом двигало желание «отомстить матери», «унизить её после смерти» перед подданными. На самом деле злобная мстительность ничего не определяла в политике Павла I. Он всегда лишь стремился добиваться торжества справедливости.

Екатерина II преставилась 6 ноября 1796 года, а уже 8 ноября появился Императорский указ на имя князя Юсупова, обер-церемониймейстера Валуева и статского советника Карадыкина, в котором говорилось: «По случаю кончины нашей Государыни Императрицы Екатерины Алексеевны, для перенесения из Свято-Троицкого Александро-Невского монастыря в соборную Петропавловскую церковь тела любезнейшего родителя нашего, блаженной памяти Государя Императора Петра Фёдоровича, для погребения тела её Императорского Величества в той же соборной церкви и для наложения единовременного траура, учредили Мы печальную комиссию, в которую назначили вас к присутствию…» Одновременно был объявлен траур на год.

Первый раз Павел посетил могилу отца ещё 8 ноября, когда произведено первое вскрытие гроба. Второй раз то же случилось уже в присутствии Императорской Фамилии 19 ноября, когда была отслужена панихида. Начиная с этого дня в Благовещенской церкви ежедневно служились панихиды и дежурили особы первых четырёх классов по Табели о рангах. 25 ноября Павел совершил коронование своего отца, который при жизни не успел короноваться. Государь вошел в царские врата алтаря, взял приуготовленную там корону, возложил на себя и потом, подойдя к останкам отца, и при возглашении вечной памяти снял корону и положил её на гроб отца.

Тело же Екатерины II с 25 ноября находилось в гробу в Большом зале Зимнего Дворца, позже получившего название Николаевского.

1 декабря в Благовещенскую церковь Александро-Невской лавры были доставлены Императорские регалии: корона, скипетр и все высшие ордена, которыми Император награждался по праву властного приоритета. Среди них были и такие, которые учредила Екатерина II: Святого Георгия и Святого Владимира.

1 декабря 1796 года состоялось перенесение гроба Петра III из Александро-Невской лавры в Зимний Дворец. Вдоль всего пути были выстроены полки гвардии и армейские полки, а траурную процессию возглавил Император Павел Петрович. Всех доживших участников цареубийства 1762 года ждало возмездие: граф Алексей Орлов нёс корону, а рядом, еле передвигая ноги, плёлся обер-гофмаршал Екатерины II Фёдор Барятинский, По воле Самодержца убийцы отдавали последний долг убиенному. На просьбу дочери Барятинского Екатерины (1769–1849), в замужестве княгини Долгоруковой, пощадить её отца, Павел Петрович сказал, как отрезал: «У меня тоже был отец, сударыня».

Гроб с телом Петра III был уставлен в том же зале, где покоились останки Екатерины II. Разница была лишь в том, что гроб Императора был закрытым, и его украшала корона, гроб же Екатерины был открытым, и корона украшала голову усопшей. Постоянно шли поминальные службы и при гробах дежурили особы, имевшие штатные должности при Дворе. Вся эта траурная церемония далеко не всем пришлась по душе. Придворные Екатерины, давно забывшие и не вспоминавшие убитого Петра III, были шокированы.