Даже злобная и жестокая Анна Иоанновна убедилась в бесполезности продолжать розыск и 6 июня велела «более розысков не производить, но из того, что открыто, сделать обстоятельное изображение и доложить». 17 июня повеление было выполнено, и Ушаков с Неплюевым представили «обстоятельное изображение» вины Волынского: он обвинялся в составлении плутовского письма и обеспокоил государыню «в самонужнейше военное время; нарушил безопасность государственных палат избиением Тредиаковского; питал злобу на императрицу; сочинял разные „злодейские рассуждения“, осуждавшие прошлое и настоящее правление, хотел поселить раздор в правящей фамилии» и т. д.
19 июня императрица утвердила состав суда. Он был многочисленным и представительным: помимо всех сенаторов в него включили 15 фамилий вельмож, представителей гвардии, Военной, Адмиралтейской и Юстиц-коллегий. Стоит заметить, что в составе суда, как и в составе следственной комиссии, не было ни одного иностранца: правившие страной немцы предоставили честь расправы с соотечественниками русским, а сами остались в тени.
Приговор был объявлен 20 июня: Волынского посадить на кол, предварительно вырезав язык; Хрущова, Мусина-Пушкина, Соймонова и Еропкина четвертовать и отсечь им головы. Затем императрица смягчила приговор: Волынскому вместо самой мучительной казни (посадить на кол) отсечь правую руку и голову четвертовать, а детей сослать в Сибирь — дочерей в монастыри, а сына тоже содержать в Сибири до 15-летнего возраста, а затем определить вечно в солдаты на Камчатку; Соймонова и Эйхлера, бив кнутом, сослать в Сибирь, а Мусина-Пушкина, вырезав язык, — в Соловецкий монастырь.
Казнь состоялась 27 июня на Петербургской стороне, на Сытном дворе.
Предоставим слово секретарю Тайной канцелярии, бесстрастно зарегистрировавшему это событие в журнале: «1740 г. июня 27 дня после исповеди Артемия Волынского и сообщения святых тайн и о протчем к смертной казни приуготовлении в казарме, в коей он Волынской содержался… язык вырезан. И потом, как оной Волынской, так и Андрей Хрущов, Петр Еропкин, Федор Соймонов, Иван Эйхлер, Иван Суда из Санкт-Петербургской крепости выведены на имеющийся в Санкт-Петербургском острове Сытный рынок и в присутствии господ генерала и кавалера Ушакова и тайного советника Неплюева при обыкновенной публике всенародное известие о винах оных людей указ… на особливом зделанном для той экзекуции амбоне прочтен господином асессором Хрущовым.
И по прочтению А. Волынскому правая рука, а потом и голова, також А. Хрущову, П. Еропкину головы ж отсечены.