Петр, по-видимому, узнал и об этом. 19 января 1716 года отправил Алексею еще одно письмо, в котором не верил клятвам сына, полагая, что если бы тот и сам хотел поступать честно, то сделать это ему не позволят «большие бороды, которые ради тунеядства своего ныне не в авантаже обретаются, к которым ты и ныне склонен зело. К тому же, чем воздаешь за рождение отцу своему? Помогаешь ли в таких моих несносных печалях и трудах, достигши такого совершенного возраста? Ей, николи! Что всем известно есть, но паче ненавидишь дела мои, которые я делаю для своего народа, не жалея своего здоровья. И конечно же после меня ты разорителем этого будешь. Того ради, так остаться, как желаешь быть, ни рыбою, ни мясом, невозможно, но или перемени свой нрав и нелицемерно удостой себя наследником, или будь монах…»

Когда Алексей прочитал это письмо Кикину, тот сказал: «Да ведь клобук-то не гвоздем к голове прибит». И после этого Алексей допросил отца отпустить его в монастырь.

Еще через неделю Петр отправился на воды в Карлсбад, взяв с собою, между прочим, и Александра Кикина. Перед отъездом он навестил сына и еще раз попросил его, не торопясь, в течение полугода, обдумать: быть ему наследником или монахом? А Кикин, прощаясь с Алексеем, шепнул тому, что, находясь в Европе, найдет царевичу какое-нибудь потайное место, где тому можно будет укрыться, бежав из России.

Двадцать шестого августа 1716 года Петр послал Алексею письмо все с тем же вопросом. И написал, что если Алексей хочет остаться наследником, то пусть едет к нему, сообщив дату своего выезда из Петербурга, а если — монахом, то пусть скажет о сроке принятия пострига.

Алексей сделал вид, что решил ехать к Петру, и, взяв с собою Ефросинью Федоровну, ее брата Ивана и трех слуг, 26 сентября 1716 года оставил Петербург. По дороге он встретился в Либаве с Кикиным, сообщившим, что царевича ждут в Вене и австрийский император примет его как сына, обеспечив ежемесячный пенсион в три тысячи гульденов. После беседы с Кикиным Алексей решился окончательно: проехав Данциг, он исчез.

Через два месяца Петр распорядился начать поиски беглеца. Генерал Адам Вейде, стоявший с корпусом в Мекленбурге, русский резидент в Вене Абрам Веселовский, майоры Шарф и Девсон отправились на поиски Алексея. Более прочих повезло Веселовскому. Хорошо зная европейские обычаи, он везде расспрашивал — конечно же за денежную мзду — о русском офицере с женой и четырьмя служителями. Двигаясь от Данцига на юг, Веселовский обнаружил следы Алексея, ехавшего под именем подполковника Кохановского и останавливавшегося в разных городах и гостиницах. Во Франкфурте-на-Одере царевич жил в «Черном орле», в Бреслау — в «Золотом гусе», в Праге — в «Золотой горе». Наконец в Вене 20 февраля 1717 года Веселовский нашел человека — референта Тайной канцелярии Дольберга, который сказал, что Алексей находится во владениях австрийского императора инкогнито.

Алексей и его спутники приехали в Вену в ноябре года. Не останавливаясь в гостинице, царевич явился в дом вице-канцлера Шенборна, который уже лег спать. Алексея долго не пускали, предлагая подождать до утра, но царевич так боялся погони и ареста, что добился встречи с Шенборном среди ночи. Бегая по комнате, где происходило рандеву, Алексей кричал:

— Император должен спасти меня и обеспечить мои права на престол! Я — слабый человек, но таким воспитал меня Меншиков, с намерением расстраивая мое здоровье пьянством. Теперь, говорит мой отец, я не гожусь ни для войны, ни для правления, однако же у меня достаточно ума, чтобы царствовать. А меня хотит заточить в монастырь, куда я идти не хочу! Император должен спасти меня!

Алексей более всего рассчитывал на свое родство с императором, который был женат на родной сестре его покойной жены Софьи-Шарлотты и, таким образом, доводился ему шурином, а дети Алексея — Наталья и Петр — были племянниками императрицы.