13 июня 1741 года офицеры Измайловского полка Викентьев и Дурново повезли под конвоем Бирона и всё его семейство в Пелым, куда прибыли только в начале ноября.
А 25 ноября 1741 года Елизавета Петровна силами около 300 гвардейцев Преображенского полка совершила бескровный дворцовый переворот.
Были низложены и взяты под стражу младенец-император Иоанн VI, принцесса Анна Леопольдовна, генералиссимус русской службы герцог Антон-Ульрих Брауншвейгский, арестованы и сосланы в Сибирь А. И. Остерман, Б.-К. Миних, Р. Лёвенвольде и М. Г. Головкин.
Так называемые «лейб-компанцы», участвовавшие в перевороте, по велению новой императрицы получили дворянское звание.
Императрица Елизавета Петровна, рассмотрев дело Бирона и вспомнив об услугах, которые он ей оказывал в тяжёлое для неё время, приказала перевести его вместе с семьёй в Ярославль, в лучшие условия. С точки зрения современного россиянина, Бирон, обвинённый в таких тяжёлых преступлениях, за которые по закону полагалось четвертование, в Пелымской ссылке жил припеваючи: ему предоставлен был для проживания с семьёй дом воеводы, он получал на содержание более 5000 рублей в год, пользовался услугами двух лакеев и двух женщин, которые были приставлены к его семье, то есть жил далеко не стеснённо, ни в чём не нуждаясь. Разумеется, быстрое низвержение его с высот престола, богатства и всяческого благоденствия на уровень простого, хоть и не бедного человека, было для него и его семьи тягостным В Ярославле условия содержания ссыльной семьи стали ещё лучше, но моральное, а на этой основе и физическое состояние Бирона не улучшилось. Своё раздражение он вымещал на своей дочери — принцессе Елизавете-Гедвиге. И она сама (а может, и по подсказке отца) задумала бежать от него. Случай представился в 1749 году, через семь лет ссылки. Елизавета-Гедвига узнала, что в Ярославль на богомолье к Троице со дня на день должна приехать Елизавета Петровна. Принцесса Курляндская ночью ушла из дома и пробралась к жене ярославского воеводы Бобрищевой-Пушкиной. Она рассказала ей о притеснениях отца, о своём желании перейти в православие и умоляла устроить ей встречу с императрицей Елизаветой Петровной. Бобрищева-Пушкина познакомила её с фавориткой Елизаветы Петровны, статс-дамой Высочайшего двора, графиней Маврой Егоровной Шуваловой, а та устроила ей встречу с императрицей. Елизавета Петровна приняла горячее участие в судьбе несчастной горбатой девушки, восстановила ей ранг камер-фрейлины, который ей был дарован Анной Иоанновной, стала её восприемницей при крещении в православие, доверила ей надзор за фрейлинами своего двора. При крещении Елизавета-Гедвига получила новое имя — Екатерина Ивановна. Заняв при дворе видное место, Екатерина Ивановна стала потихоньку возвращать ко двору своих родственников. А когда Наследник, великий князь Пётр Фёдорович, ставший после смерти Елизаветы Петровны императором Петром III, избрал её своей фавориткой, она сумела освободить из ссылки своего отца, Бирона, герцога Курляндского. В 1762 году император Пётр III даровал Бирону свободу, призвал его в Петербург, возвратил ему ордена и другие знаки отличия. Но в просьбе вернуть ему герцогство Курляндское отказал, потому что хотел отдать герцогство своему дяде, голштинскому принцу Георгу. Но желание императора Петра III не осуществилось: к власти пришла Екатерина И, а сам Пётр III в процессе дворцового переворота был убит.
22 августа 1762 года указом Екатерины II герцогство Курляндское было возвращено Бирону, а на следующий день герцог Курляндский был отпущен в Курляндию. В течение семи лет бывший фаворит Анны Иоанновны снова правил Курляндией, но в 1769 году, когда ему исполнилось 79 лет и силы его истощились, он передал управление Курляндским краем своему сыну — герцогу Петру (внешне очень похожему на императрицу Анну Иоанновну).
17 декабря 1772 года 82-летний Эрнст-Иоганн Бирон, фаворит-любовник императрицы Анны Иоанновны, в течение 10 лет безраздельно правивший Российской империей, умер в столице Курляндии — Митаве (ныне Елгава, Латвия).
Время фаворитства Бирона было названо «бироновщиной», «самым тяжёлым временем в истории России», хотя такая характеристика в большей степени вызвана тем, что Бирон воспринимался русскими людьми как чужак у трона, немец, презирающий русских людей, а следовательно, и всё русское.