Во второй половине марта Петр с двором и царевичем переехал из Москвы в Петербург и там продолжал розыск по делу Алексея Петровича, который был совершенно подавлен этим розыском и думал утопить горе в вине. В апреле воротилась Евфросинья с братом Иваном и служителями царевича. Последний в день Святой Пасхи на коленях умолял Екатерину исходатайствовать ему брак с возлюбленной, но тщетно. Очевидно, несчастный все еще надеялся на отцовское помилование. Служители его немедля подверглись пыткам и расспросам. Вместе с другими арестованными лицами посаженная в Петропавловскую крепость, Евфросинья разрешилась от бремени. Тогда ее также привлекли к розыску, но без пыток, во-первых, ей были обязаны возвращением царевича, а во-вторых, она почти ни в чем не запиралась и давала на все откровенные показания, нисколько не жалея своего обожателя.
Допросы касались главным образом бегства, заграничного пребывания и письменных сношений его как с иноземными покровителями, так и со своими сторонниками в России. Евфросинья передала даже интимные разговоры, которые царевич иногда вел с нею об отце, о своих сторонниках, о своих намерениях и надеждах. Например, он выражал намерение, когда станет государем, то будет жить зиму в Москве, а лето — в Ярославле, Петербург же оставит простым городом, также и корабли держать не будет, а войско только для обороны, ибо войны ни с кем не хотел и т. п. По поводу воли Петра учинить наследником сына-младенца говорил: «Надеется отец мой, что жена его, а моя мачеха умна, а когда, учиня сие, умрет, то будет бабье царство! И добра не будет, а будет смятение: иные станут за брата, иные за меня». Показания Евфросиньи повели за собою новые, большею частью письменные допросные пункты самому Алексею: в отписках своих он отчасти сознавался, отчасти запирался.
Домогательства врагов царевича добыть уничтожающие его показания, таким образом, увенчались успехом. На их основании установлено было, что он не искренно отказывался от престолонаследия, а в действительности очень желал наследовать и не прочь был искать для того иноземной помощи, например цесарской; рассчитывал и на внутреннюю смуту, т. е. на массу недовольных петровскими жестокостями и преобразованиями, особенно на духовенство и даже на армию, и хотя никакого злодеяния не замышлял против отца, но ожидал скорой его смерти на основании разных соображений, например частых недомоганий, видений и прорицаний.
Великий Преобразователь с свойственной ему плодовитостью в мае и июне сочинил по сему поводу несколько обращений к народу, к духовным и гражданским чинам. Главный смысл сих обращений заключался в том, что хотя он и обещал царевичу прощение, но будто бы под условием чистосердечного и полного во всем признания и раскаяния, а так как Алексей не исполнил сего условия, то прощение ему не в прощение. 14 июня он был взят под караул и посажен в Петропавловскую крепость, в Трубецкой раскат, где устроен был и пыточный застенок. Призванные дать свое мнение архиереи и другие духовные лица с митрополитом Стефаном Яворским во главе на сей раз дали достойный духовенства ответ в таком смысле: если государь захочет наказать сына, то найдет соответствующие тому примеры в Ветхом Завете, а если соблаговолит помиловать, то имеет тому образец в самом Христе, который сказал: «Милости хощу, а не жертвы». Чины гражданские и военные прежде, нежели дать ответ, решили непосредственно допросить в сенате как самого царевича, так и других подсудимых, т. е. Авраама Лопухина, Федора Дубровского, Никифора Вяземского, князя Василия Долгорукого и протопопа Якова Игнатьева. Лопухин, Дубровский, Игнатьев допрашивались под жестокими пытками. Ничего нового от них не узнали, повторялись все те же слухи и разговоры.