30 апреля 1682 года, то есть через три дня после смерти царя Федора, стрельцы явились во дворец с требованием выдать им на расправу неугодных командиров. Царица Наталья, застигнутая врасплох, удовлетворила ультиматум, 16 командиров стрелецких полков были отстранены от должности и биты кнутом. В дальнейшем Милославским удалось направить гнев стрельцов против своих политических противников. В стрелецких полках пронесся слух, исходивший от Милославских и Софьи, что Нарышкины «извели», то есть умертвили, царевича Ивана. Стрельцам был подброшен список бояр, подлежавших истреблению.
15 мая по зову набата стрелецкие полки с барабанным боем и развернутыми, знаменами двинулась к Кремлю. Уверенные в том, что царевича Ивана нет в живых, стрельцы готовились осуществить план, подсказанный Софьей и Милославскими. Слух, однако, оказался ложным. На крыльцо вышли бояре, духовенство и царица Наталья с братьями Иваном и Петром. Так состоялась первая встреча Петра со стрельцами: внизу бушевала разгневанная толпа, а на крыльце стоял перепуганный и, конечно же, не понимавший значения происходивших событий десятилетний Петр.
Стрельцы, обнаружив, что их обманули, на некоторое время утихомирились, но затем потребовали, на расправу «изменников-бояр». Князя Михаила Юрьевича Долгорукого они сбросили с крыльца на копья своих товарищей. Был убит и боярин Матвеев. Помимо нескольких бояр и думных дьяков, стрельцы изрубили Ивана и Афанасия Кирилловичей Нарышкиных, а их отца Кирилла принудили постричься в монахи. Трупы убитых волокли по земле, приговаривая: «Се боярин Артемон Сергеевич! Се боярин Ромоданавский! Се Долгорукой! Се думной едет, дайте дорогу!»
Казни потрясли малолетнего Петра. Горе обрушилось прежде всего на плечи матери, но в детском сознании события 15-17 мая тоже запечатлелись на всю жизнь.
Опустошив ряды сторонников Нарышкиных, стрельцы потребовали, чтобы царствовали оба брата, а несколько дней спустя дополнили это требование новым — чтобы правление государством при несовершеннолетних царях было вручено царевне Софье.
В итоге майских событий были перебиты Нарышкины, но Софья вместе с Милославскими приобрела лишь призрак власти, ибо хозяевами положения в столице оказались стрельцы во главе с новым руководителем Стрелецкого приказа князем Хованским. Они диктовали Софье свою волю, потребовали, чтобы стрелецкое войско называлось надворной пехотой. В категорической форме они высказали также желание, чтобы на Красной площади в их честь соорудили «столп» (обелиск), на котором были бы перечислены их заслуги во время событий 15-17 мая. Правительница пыталась успокоить стрельцов раздачей денег и обещанием наград, но вскоре убедилась, что те, кто обеспечил ей власть, могут и лишить ее этой власти таким же кровавым способом, каким был совершен переворот 15-17 мая.