Несложно понять, что всё происходящее вызывало у властей не только раздражение, но и серьёзную тревогу. Соловецкий мятеж, учитывая поддержку населения, мог длиться долго. Поэтому ликвидация этого очага смуты превращается в неотложную задачу правительства. В сентябре 1673 года от командования осадой отстраняются воеводы Волохов, а затем Иевлев, чьи действия признаны неэффективными. На смену им приходит новое руководство в лице И. Мещеринова, хотя в действительности его фамилия была Мещерский. Этот персонаж был преисполнен решительности и жестокости по отношению к восставшим. Численность войска увеличивается в два раза за счёт стрельцов из других регионов.
Боевые действия разворачиваются теперь по всем правилам военного искусства. Мещерский приказывает спустить часть воды из озёр, расположенных у монастыря, чтобы обмелить колодцы. При обстреле применяет зажигательные ядра, возводит срубы на уровне стен для проведения атак, начинает рыть несколько подкопов под башни. Активизация осады приводит к брожению среди оборонявшихся, некоторые предлагают свернуть сопротивление, начинаются побеги. Массированный штурм в конце декабря 1673 года восставшие смогли выдержать, но после него боевой настрой заметно упал. Один из покинувших обитель монахов, попав в руки к царским войскам, указал, где в стене одной из башен есть плохо заделанная калитка.
В ночь на 22 января 1674 года пятьдесят стрельцов пробрались через неё внутрь и открыли ворота для основных сил. После непродолжительного сопротивления монастырь пал. Многие отмечали, что ворвавшиеся вели себя как на захваченной вражеской территории: казна, библиотека, ризница были разграблены. Особенно отличился на ниве грабежа Мещерский, увёзший на лодках большую часть добра. Кстати, за это он подвергся тюремному заключению, а следствие тянулось несколько лет. Присматривать за разгромленной обителью Москва направила другого воеводу, В. А. Волконского, чья ненависть к раскольникам также не вызывала сомнений. Кроме того, соловецкий штурм не принёс ничего хорошего и Алексею Михайловичу: на следующий день после него царь серьёзно заболел и через неделю скончался. Позднее в старообрядческой среде бытовала легенда, что, почувствовав себя плохо, он «познал» своё преступление и посылал приказ отменить взятие. На самом же деле перед смертью, как сегодня хорошо известно, царь вспоминал не о погубленном им монастыре, а о «друге» Никоне, желая попросить у того прощения.
После этих событий Соловки быстро затухают, превратившись из видного духовного центра в самую заурядную обитель. Отстроенная на новый лад церковь явно не стремилась лишний раз напоминать о той трагической странице. Зато в народной памяти соловецкая оборона навсегда осталась символом мужества и стойкости в отстаивании своих взглядов. Как убеждала людская молва, защитники знаменитого монастыря обосновались в легендарном Беловодье, где должно утвердится истинное Царство Божие. Непосредственным преемником Соловков стала, как известно, Выговская беспоповская пустынь, основанная культовыми фигурами староверия братьями Денисовыми. Один из них, Семён, навсегда запечатлел народный подвиг в труде «История об отцах и страдальцах соловецких».