Правда, он хотел использовать запасный выход - уехать в Рим, к главе католиков, но возлюбленная отсоветовала. Царевич написал отцу письмо, сообщая, что «всенижайший и непотребный раб и недостойный называться сыном Алексей» едет на родину и просит прощения у государя-батюшки. Через 10 дней, уничтожив в огне все свои бумаги, он выехал из Неаполя. Толстой и Румянцев сопровождали его. По пути Алексей получил ответ отца: «Мой сын! Письмо твое, в четвертый день октября писанное, я здесь получил, на которое ответствую: что просишь прощения, которое уже вам пред сим чрез господ Толстого и Румянцева и словесно обещано, что и ныне паки подтверждаю, в чем будь весьма надежен. Также о некоторых твоих желаниях писал к нам господин Толстой, которые тако ж здесь вам позволятся, о чем он вам объявит».
Это обещание (жить царевичу в деревне, жениться «на той девке, которая у него») царь подтвердил и в письме Толстому. Несбыточность надежд на австрийскую и даже шведскую военную помощь, на смерть царя-отца, на какие-то заговоры и восстания в Москве и русских войсках за рубежом, па поддержку министров, сенаторов и полководцев, обещания отца заставили беглеца сдаться и поехать туда, откуда он так неосмотрительно и глупо бежал. Вероятно, он понял, что рухнули его мечты о власти, которую собирался употребить по-своему: отбросить все преобразования отца, вернуться к старым порядкам и учреждениям, понятиям и обычаям; забросить ненавистный Петербург, «жить зиму в Москве, а лето в Ярославле», переменить всех сановников («Я старых всех переведу, а изберу себе новых по своей воле»). Обо всем этом он и его сообщники сказали потом, на следствии.
А в то время царевич отправился из Неаполя в Москву. Путь неблизкий: только через три с половиной месяца подъехал он ко второй столице, где его издали царь с помощниками и тяжкие испытания.
Царевича сначала задержали в окрестностях. Вскоре он въехал в Москву. Во дворце его ждали отец, сенаторы, генералы, церковные иерархи. Алексей упал па колени перед отцом, умолял его о прощении и даровании жизни. Петр ответил ему:
- Я тебе дарую то, о чем ты просишь, но ты потерял всякую надежду наследовать престолом нашим и должен отречься от него торжественным актом за своею подписью.
Царевич согласился. Потом последовал вопрос царя:
- Зачем не внял ты моим предостережениям, и кто мог советовать тебе бежать?
Сын подошел к отцу, что-то прошептал ему на ухо. Тут же они вышли в соседнюю комнату, и там Алексей, как показали последующие события, назвал Петру своих советников, сообщников. Вернувшись в зал, царевич подписал отречение от престола: наследства никогда ни в какое время не искать и не желать и не принимать его ни под каким предлогом.
Прочитали манифест о лишении царевича прав наследования. Вскоре начались допросы названных им лиц. Петр, как и в пору «стрелецкого розыска», сам руководил следствием, составлял вопросные пункты для Алексея, слал курьеров с распоряжениями об аресте оговоренных лиц. В Москве казнили Кикина и др. В Петербурге, куда перебрались Петр и его двор, допросы и пытки, в том числе и Алексея, продолжались. После окончания суда царь отдал решение судьбы сына в руки высших сановников - духовных иерархов, сенаторов, генералов и пр.
Взгляды, намерения царевича в ходе следствия раскрылись полностью. Однажды в присутствии отца и высших духовных и светских чинов он признал, что имел намерение поднять по всей стране восстание, а если бы отец попытался расправиться с его соучастниками, то не остановился бы перед истреблением всего населения страны. Он полагал, что поскольку хотел возвратить старые верования, обычаи, нравы, то народ его поддержит, поскольку питает к нему любовь и сочувствие. Алексей то находил в себе силы произноснть подобные тирады, которые выдавали его честолюбивые мечты, нелепые, сумасшедшие и противоречивые помыслы (что стоят, к примеру, такие бредовые измышления: с одной стороны - любовь к нему простого народа, с другой - возможность уничтожения того же народа!), то доходил до крайней степени обреченности, подавленности, упадка духа.
К тому времени царевич Алексей, по отзывам современников, страдал психическим расстройством. По словам современника француза де Лави, «у него мозг не в порядке», что доказывают «все его поступки». Вел он себя недостойно: изворачивался, оговаривал своих приближенных, лгал, изо всех сил пытался преуменьшить свою вину как изменника делу отца, интересам России. По всему было видно, что он из боязни лишиться жизни потерял разум.