Глебов и Демид были приговорены к жестокой смертной казни (Глебов посажен на кол, Демид колесован); Пустынный и Журавский — к обыкновенной смертной казни; другие оговоренные наказаны телесно, не исключая и женщин, и сосланы; некоторые после наказания освобождены. Инокиня Елена отправлена в Ладогу в тамошний женский монастырь.
Вместе с главными участниками в деле царевича и царицы был казнен в Москве никем из них не оговоренный подьячий Артиллерийского приказа Ларион Докукин. По фискальскому доношению Докукин в 1714 году был вызван из Москвы в Петербург с приходными и расходными книгами и вследствие такой беды пристал к толпе недовольных, стал жаловаться на гонение из града в град, на лишение домов, торгов, промыслов, на лишение благочестия от лестных учений, от изменения обычаев, платья и слов своего славянского языка, ругательного обесчещения персон своих брадобритием; стал жаловаться на смешение с иноверными языки, на отнятие древес самых нужных, рыбных ловель, торговых и заводских промыслов, на несносные подати, на то, как пришельцев иноверных всеми благами наградили, а христиан бедных голодом поморили, святые церкви опустошили. В 1715 году в Петербурге на паперти Симеоновской церкви нашли подметное письмо; письмо сожгли, и автора не отыскали: автор был Докукин. Недовольный подьячий сблизился с недовольным царевичем, получил от него богатую милостыню и возвратился в Москву. Сюда в 1718 году привезли царевича, отрешили его от наследства, заставили присягать другому царевичу — Петру. Докукин подписал под присягою: «За неповинное отлучение и изгнание от всероссийского престола царского богом хранимого государя царевича Алексея Петровича христианскою совестью и судом божиим и пресвятым евангелием не клянусь и на том животворящего креста Христова не целую и собственною своею рукою не подписуюсь; еще к тому и прилагаю малоизбранное от богословской книги Назианзина могущим вняти в свидетельство изрядное, хотя за то и царской гнев на мя произлиется, буди в том воля господа бога моего Иисуса Христа, по воле его святой за истину аз, раб Христов Иларион Докукин, страдати готов. Аминь, аминь, аминь». Этот присяжный лист и малоизбранное от книги Назианзина Докукин подал самому Петру в церкви 2 марта, в Сборное воскресенье. В «Бедности» (так называлась тюрьма Преображенского приказа) Докукин объяснил: «На присяге подписал своеручно он, Ларион, соболезнуя об нем, царевиче, что он природный и от истинной жены; а наследника царевича Петра Петровича за истинного не признает, потому что хотя нынешняя государыня царица и христианка, но когда государя не будет, а царевич Петр Петрович будет царствовать, и в то время она, царица, сообщится с иноземцами и будет от них христианам спона (вред), потому что она не здешней породы; а то все выписывал и на присяге подписал он один, а пришел с тем явиться, чтоб пострадать за слово Христово». После тройного розыска Докукин был колесован.
Московский розыск кончился. Петр спешил в Петербург, потому что скоро должен был начаться поблизости Аландский конгресс. 11 марта царица Екатерина писала в Петербург Меншикову из Преображенского: «Прошу, прикажите очистить для царевича Алексея Петровича двор бывший Шелтингов, где стоял шведский шаутбейнахт, и, что испорчено, велите починить и полы вымыть и вычистить; также прикажите осмотреть двор и вычистить хоромы для царевны Марьи Алексеевны». Светлейший князь должен был сильно радоваться ходу дела в Москве: враги его — Кикин, Долгорукий — попались. Царь, раздраженный на врагов Меншикова, естественно, станет милостивее к нему. Одно беспокоило Меншикова: какое тяжкое впечатление произведет все это дело на царя, а известно было, как эти впечатления отражаются на расстроенном уже его здоровье. Меншиков писал Екатерине: «Хотя я твердо уповаю, что ваше величество его царское величество от приключившейся печали (которая по воле божией от злодеев, или от сынов дьявольских, наступила) отвлекать изволите, однакоже чрез сие всемилостивейшую нашу мать государыню слезно умоляю, дабы от оной его царское величество отвращать, и нималого сокрушения, отчего, как сами, ваше величество, довольно изволите рассудить, что нималой пользы, кроме непотребного его величества здравию и тяжкого вреда, допускать изволили, також и себя о том и ниже какому сумнению отдавать, по превысокомудрым своим рассуждениям все оное уничтожить. Слава богу, что оный крыющийся огнь по его, сотворшего нас, к вашему величеству человеколюбивой милости ясно открылся, которой уже ныне с помощию божиею весьма искоренить и оное злое запаление погашением истребить возможно, о чем паки всенижайший, ваше величество, прошу, дабы как его величество, так и себя не точию какому сокрушению, ниже мнению отдавать изволили, но положить оное в его святую волю».
18 марта царь отправился в Петербург. Царевич был с ним, и ничто еще в это время не предвещало страшной развязки его дела: он жил одним желанием — увидеться с Афросиньею и жениться на ней, о чем в Светлый праздник умолял царицу, упав ей в ноги. В половине апреля Афросинья приехала в Петербург. Она была допрошена и показала, что царевич в Эренберге писал письма по-русски, писал к цесарю с жалобами на государя; говорил ей, что в войске русском бунт, об этом пишут в газетах; что около Москвы волнение — это из прямых писем. Слыша о смуте, царевич радовался, говорил: «Авось либо бог даст нам случай с радостью возвратиться». Из Неаполя также царевич часто писал цесарю жалобы на отца; а перед приездом Толстого писал к архиерею письмо по-русски; а первые письма писал к двум архиереям не в крепости Эренберге, а еще на квартире. Прочтя в газетах, что меньшой царевич болен, говорил ей: «Вот видишь, что бог делает: батюшка делает свое, а бог свое!» Говорил, что ушел оттого, будто государь искал всячески, чтоб ему живу не быть; сказывал ему Кикин, будто он слыхал, как о том говорил государю князь Василий Долгорукий. Говорил о сенатах. «Хотя батюшка и делает, что хочет, только как еще сенаты похотят, чаю, сенаты и не сделают, что хочет батюшка». Письмо к архиереям писал для того, что в Петербурге их подметывать, а иные и архиереям подавать. Говаривал: «Я старых всех переведу и изберу себе новых по своей воле: когда буду государем, буду жить в Москве, а Петербург оставлю простым городом; корабли держать не буду; войско стану держать только для обороны, а войны ни с кем иметь не хочу, буду довольствоваться старым владеньем, зиму буду жить в Москве, а лето в Ярославле». Читая в газетах о каких-нибудь видениях или известия, что в Петербурге тихо и спокойно, говаривал, что видения и тишина недаром: «Может быть, отец мой умрет или бунт будет; отец мой не знаю за что меня не любит и хочет наследником сделать брата моего, а он еще младенец, и надеется отец мой, что жена его, моя мачеха, умна и когда, сделавши это, умрет, то будет бабье царство! И добра не будет, и будет смятение: иные станут за брата а иные за меня». Когда Толстой приехал в Неаполь, то царевич хотел из цесарской протекции уехать к папе римскому, но Афросинья его удержала. Когда уже решился ехать к отцу, отдал ей письма черные, которые писал к цесарю с жалобами на отца, и велел их сжечь; а когда еще те письма не были сожжены, приходил к царевичу секретарь вицероя неаполитанского, и царевич из тех писем сказывал ему некоторые слова по-немецки, и он, секретарь, записывал и написал один лист, а писем было всех листов с пять».
Эти показания дали другой оборот делу. Царевичу были выставлены неполнота и неправильность его прежних показаний. Алексей дал дополнительные показания, указал известные нам лица, к нему расположенные, на которых он надеялся. Петр спрашивал сына: «Когда слышал, будто бунт в Мекленбургии в войске, радовался и говорил: бог не так делает, как отец мой хочет; а когда радовался, то, чаю, не без намерения было: ежели б впрямь то было, то, чаю, и пристал бы к оным бунтовщикам и при мне?» Алексей отвечал: «Когда б действительно так было, бунт в Мекленбургии, и прислали бы по меня, то бы я с ними поехал; а без присылки поехал ли или нет, прямо не имел намерения; а паче и опасался без присылки ехать. А чаял быть присылке по смерти вашей для того, что писано, что хотели тебя убить, и, чтоб живого тебя. отлучили, не чаял. А хотя б и при живом прислали, когда б они сильны были, то б мог и поехать».