Лучшего решения проблемы трудно было найти. В результате каждый из судей, пытаясь оправдаться перед царем, перекладывал всю вину на других, а все вместе – на Алексея, отводя ему роль «жертвенного барашка».
14 июня 1718 года, на следующий день после объявления о суде над царевичем, он был заключен в Петропавловскую крепость, где на допросах неоднократно подвергался пыткам. Об одном из таких истязаний упоминает в своей книге «2000 лет. День за днем» Сергей Мерцалов: «Однажды крестьянин графа Мусина-Пушкина Андрей Рубцов видел, как Алексея завели в какой-то сарай, откуда потом раздавались крики и стоны. Рубцова, который рассказал это двум своим односельчанам, сослали на каторгу, а его собеседники были казнены за дерзкие рассуждения об этом событии. Неудивительно, что вскоре Алексей признается в том, что замышлял против царя заговор и собирался убить отца для того, чтобы самому занять российский престол. Это признание развязало следствию руки, и дело завертелось».
Следствие велось недолго, и уже 24 июня судьи в количестве 120 (!) человек вынесли царевичу смертный приговор. О том, что происходило в последующие дни вплоть до его смерти 26 июня, историки пишут по-разному. Одни, в их числе профессор Н. И. Павленко, считают, что приговор царевичу не был приведен в исполнение и что «через два дня он умер, видимо, вследствие пережитых нравственных и физических испытаний». Другие, в частности С. Мерцалов, указывают на факты, якобы свидетельствующие о том, что Алексей был казнен: «В день казни, в восьмом часу утра, в крепость приехал царь с девятью ближайшими сановниками. Опять пытки, опять требование признать, что признался не под пытками. Все это происходило после того, как смертный приговор был уже вынесен. Пытка продолжалась три часа. Царевича казнили в шесть пополудни». Еще об одной версии смерти Алексея, ссылаясь на дореволюционный источник, упоминает Ф. И. Гримберг: «В 1905 году в августовской книжке “Русской старины” было опубликовано сообщенное А. А. Карасевым письмо Александра Румянцева к Дмитрию Ивановичу Титову. Это письмо содержит подробное описание убийства царевича, тайно осуществленного по тайному же приказу царя Румянцевым, Толстым, Бутурлиным и Ушаковым. Имеется ли оригинал этого послания и где он хранится, мне неизвестно…»
Но и без того загадок в деле несчастного царевича предостаточно. На одну из них через месяц после его смерти намекает сам Петр, который в письме из Ревеля писал Екатерине, «что покойник нечто открыл (расскажу), когда бог изволит вас видеть; я здесь услышал такую диковинку про него, что чуть не пуще всего, что явно явилось». На основе этого загадочного высказывания Петра Н. И. Павленко делает следующее предположение: «Не подразумевались ли под “диковинкой” полученные царем сведения о том, что Алексей предпринимал шаги к тому, чтобы из Неаполя бежать в Швецию и добывать престол при помощи войск Карла XII? Догадка на этот счет подтверждается донесением барона Герца, руководителя шведской делегации на Аландском конгрессе, в