Того ж числа по полудни в 6 часу в исходе паки его величество прибыл в гварнизон; при нем генерал Бутурлин, Толстой и прочие, и был учинен застенок; и потом, быв в гварнизоне до половины 9 часа, разъехались».

Всего в застенок царевича приводили семь раз, причем 19 и 24 июня его подвергали пыткам по два раза; на пяти розысках присутствовал царь.

Последний застенок состоялся 26 июля: «По полуночи в 8 часу начали собираться в гварнизон его величество, светлейший князь, Яков Федорович, Гаврила Иванович Головкин, Федор Матвеевич, Иван Алексеевич (Мусин-Пушкин), Тихон Никитич (Стрешнев), Петр Андреевич (Толстой), Петр Шафиров, генерал Бутурлин и учинен застенок; и потом быв в гварнизоне до 11 часа, разъехались.

Того же числа по полудни в 6 часу, будучи под караулом в Трубецком роскате в гварнизоне, царевич Алексей Петрович преставился».

Обстоятельства смерти царевича неизвестны и вряд ли когда-либо в точности будут выяснены. Считается, что слабый организм Алексея не вынес пыток, которые и стали причиной его смерти. Среди современников носилось множество слухов о смерти царевича, в том числе и совершенно нелепых. Австрийский посол Плейер доносил, что царевич, слушая приговор, пришел в такой ужас, что с ним сделался удар, от которого он скончался. Голландский резидент Яков де Би извещал правительство, «что кронпринц умер в четверг вечером от растворения жил». Позднейшие писатели, не являвшиеся современниками, утверждали, что царевич был отравлен, что ему сам царь отрубил голову. Самой распространенной версией гибели царевича была та, что содержалась в письме А. И. Румянцева (того самого, который вместе с Толстым доставил царевича из Неаполя в Россию) к некоему Андрею Ивановичу Титову. Это письмо имело широкое распространение в середине XIX века; в нем подробно описывалось, как царевич был удушен подушками. Некоторые подробности письма придают ему черты достоверности. Однако было установлено, что письмо это является фальшивкой: во-первых, потому что адресата в лице Титова не существовало; во-вторых, подлинник письма отсутствует, оно распространялось в копиях и, видимо, возникло в среде славянофилов; в-третьих, язык письма не соответствует языку первой четверти XVIII века.

Были казнены и сообщники царевича, причем расправлялись с ними с особой жестокостью. Кикин, главный советник царевича и организатор побега, был колесован в Москве. Чтобы продлить мучения, ему отрубали руки и ноги с большими промежутками во времени. Отрубленную голову палач воздел на кол. Степан Глебов, обвиненный в блудном сожительстве с бывшей царицей Евдокией, был посажен на кол; ростовский епископ Досифей за сводничество и попустительство Евдокии, обрядившейся в Суздальском монастыре при его молчаливом согласии в мирскую одежду, низложен и колесован. Саму Евдокию Федоровну отправили в Ладожский монастырь с более суровым режимом содержания.

Так погиб царевич Алексей. После него остались четырехлетняя дочь Наталья и трехлетний сын Петр.

Нельзя не задаться вопросом: как могло получиться, что у талантливого отца, имеющего репутацию крупнейшего государственного деятеля в истории России, человека с железной волей и неиссякаемой энергией, бывшего, по выражению А. С. Пушкина, работником на троне, мог вырасти столь никчемный, ленивый, чуждый делу родителя сын, более похожий на мать, чем на отца, легко поддававшийся дурным влияниям сторонних людей?

Прямого ответа на этот вопрос источники не дают, и историк вынужден, отвечая на него, блуждать в догадках, выстраивая из известных ему событий логический ряд, позволяющий объяснить условия и причины семейной трагедии.

Прежде всего ответственность за случившееся надлежит возложить на отца, не уделявшего должного внимания воспитанию сына, наследника престола. Оспаривать этот факт нет смысла, можно лишь объяснять, как такое могло произойти. Здесь можно привести множество суждений, если не снимающих вину с Петра, то объясняющих мотивы его поступков.