Блестяще выполненное поручение вынудило царя забыть грехи, допущенные Толстым в молодости, и щедро наградить его. Первое пожалование относится к 26 марта 1718 года, когда Толстой получил на Васильевском острове дом, ранее принадлежавший опальному Аврааму Лопухину, «с палатным и прочим строением и со всякими припасы», а также загородное дворовое место, которым ранее владел один из Нарышкиных. По указу же от 13 декабря «за показанную так великую службу не токмо мне, но паче ко всему отечеству, в приведении по рождению сына моего, а по делу злодея и губителя отца и отечества» Толстому был пожалован чин действительного тайного советника и в общей сложности 2638 дворов. Петр Андреевич совершил головокружительную карьеру и сумел обогатиться невероятно: если начинал он службу беспоместным дворянином, не имевшим ни одной крепостной души, то к концу жизни в его вотчинах, разбросанных по 22 уездам империи, числилась 12 521 мужская душа. Указом от 15 декабря 1717 года, то есть еще в то время, когда он вместе с царевичем находился в пути, Толстой был назначен президентом Коммерц-коллегии, а позднее — сенатором. В результате он вошел в число 10–12 вельмож, составлявших верхушку формировавшейся российской бюрократии. Но обе эти должности не шли ни в какое сравнение с третьей — начальника Тайной канцелярии. История этого грозного и мрачного учреждения исторически связана с делом царевича Алексея.

3 февраля состоялся въезд царевича в Москву, где находился двор и куда были вызваны сенаторы, высшее духовенство и генералитет. Сцена встречи царевича с отцом описана современником: «Войдя в большую залу дворца, где находился царь, окруженный всеми своими сановниками, царевич вручил ему бумагу и пал на колени перед ним. Царь передал эту бумагу вице-канцлеру барону Шафирову и, подняв несчастного сына своего, распростертого у его ног, спросил, что имеет он сказать. Царевич отвечал, что он умоляет о прощении и о даровании ему жизни.

На это царь возразил ему: я тебе дарую то, о чем ты просишь, но ты потерял великую надежду наследовать престолом нашим и должен отречься от него торжественным актом за своею подписью.

Царевич изъявил свое согласие. После того царь сказал: „Зачем не внял ты моим предостережениям и кто мог советовать тебе бежать?“ При этом вопросе царевич приблизился к царю и говорил ему что-то на ухо. Тогда они оба удалились в смежную залу, и полагают, что там царевич назвал своих сообщников».

После уединенного разговора собеседники возвратились в зал, где царевич подписал заготовленное отречение от престола: «Наследства никогда ни в какое время не искать и не желать и не принимать его ни под каким предлогом». Тут же был обнародован манифест о лишении Алексея права наследовать престол.

Догадка иностранного дипломата о содержании уединенной беседы отца с сыном оказалась правильной: Алексей назвал главных сообщников — лиц, причастных к организации бегства и знавших о его намерении бежать. Петр руководство следствием взял в свои руки, а исполнителем своей воли назначил Толстого и Меншикова. Следствие велось сначала в Москве и продолжилось в Петербурге.

Так называемые вопросные пункты для царевича составил сам Петр. Царя интересовали сообщники царевича, подсказавшие ему мысль формально отречься от престола и бежать за границу. Отец призывал сына к полной откровенности и чистосердечному рассказу обо всем: «Все, что к сему делу касается, хотя чего здесь и не написано, то объяви и очисти себя, как на сущей исповеди. А ежели что укроешь, а потом явно будет — на меня не пеняй, вчерась пред всем народом объявлено, что сие пардон не в пардон».

Опираясь на показания сына, начиная с 4 февраля 1716 года царь отправлял в Петербург одного курьера за другим с повелением генерал-губернатору Меншикову взять под стражу оговоренных и препроводить в Москву.