Алексей более всего рассчитывал на свое родство с императором, который был женат на родной сестре его покойной жены Софьи-Шарлотты и, таким образом, доводился ему шурином, а дети Алексея — Наталья и Петр — были племянниками императрицы.
Карл VI Габсбург немедленно собрал тайную конференцию, на которой было решено сохранить пребывание Алексея в секрете. Он распорядился отвезти царевича сначала в местечко Вейербург под Веной, а оттуда в крепость Эренберг в тирольских Альпах.
Для сохранения тайны Алексея и его спутников переодели простолюдинами и на крестьянских телегах, настрого наказав соблюдать в пути абсолютное инкогнито и ни слова не произносить по-русски, отправили в Альпы.
Однако же, останавливаясь на ночлеги, Алексей и вся его компания много пили, сильно шумели и тем привлекали к себе внимание австрийцев. Наконец, на восьмой день пути, проехав 600 верст, они добрались до крепости Эренберг, одиноко возвышавшейся на вершине высокой и крутой горы. Крепость располагалась вдали от больших дорог и была идеальным местом для укрытия царевича от любопытных глаз. Эренбергский комендант, генерал Рост, получил от императора инструкцию о строжайшей изоляции «некоторой особы». Причем эта «особа» ни с кем не должна общаться, выходить из крепости, а место ее пребывания должно оставаться непроницаемой тайной. Император предупредил Роста, что в случае нарушения приказа хоть в чем-то он будет лишен имени, чести и жизни.
Инструкция предписывала не менять ни одного солдата в гарнизоне, пока узники там находятся: под страхом смерти всем солдатам, и их женам запрещалось выходить из крепости. «Некоторой особе» разрешалось писать письма, но отправлять их имел право только сам комендант через Вену.
Меж тем Веселовский от своего агента — референта тайной конференции Дольберга — узнал о месте пребывания Алексея и 23 марта 1717 года сообщил об этом приехавшим в Вену денщику Петра капитану гвардии Александру Румянцеву и трем офицерам, сопровождавшим его. Румянцев немедленно выехал в тирольские Альпы и там доподлинно узнал, где скрывают царевича.
О поиске Румянцева узнали и австрийцы и, спасая Алексея, предложили тому тайно переехать в Неаполь, оставив слуг и Ивана Федорова в Эренберге, поскольку передвижение целой группой скрыть бы не удалось.
Переодев Ефросинью в одежду мальчика-пажа, Алексей вместе с ней в три часа ночи выехал из Эренберга. Но все старания обмануть бдительных петровских соглядатаев оказались напрасными: Румянцев уже несколько дней находился под чужим именем в соседней с Эренбергом деревне Рейтин, где проживал и комендант крепости генерал Рост. От одного из гостей Роста — офицера из Вены — Румянцев узнал, что таинственного узника увезли в Неаполь. Румянцев отправился следом.
Алексея и Ефросинью поместили в замке Сент-Эльм, стоящем на вершине горы, где они и прожили пять месяцев — до осени 1717 года.
Скоро стало ясно, что их новое убежище раскрыто: в июле в Вене появились тайный советник граф Петр Андреевич Толстой и капитан Румянцев. Они передали императору Карлу VI письмо Петра о просьбой о выдаче сына.
Депеше этой предшествовали многие попытки захватить царевича и доставить в Россию. Толстой и Румянцев начали операцию по извлечению Алексея из замка Сент-Эльм 1 июля 1717 года, когда Петр находился в Спа. 10 июля Петр передал им письмо к Карлу VI, в котором просил австрийского императора передать царевича в руки графа Толстого, приведя убедительные юридические и моральные доводы.
Двадцать девятого июля Толстой вручил письмо императору, но Карл VI нашел его недостаточно понятным и просил какое-то время, чтобы принять решение.
Седьмого августа император Карл VI собрал своих тайных советников, и после обсуждения этого вопроса они согласились, что все следует предоставить воле царевича. А 12 августа Толстому и Румянцеву разрешили ехать в Неаполь для встречи с Алексеем. Из-за сильных и беспрерывных дождей агенты Петра добрались до цели лишь 24 сентября.
На следующий день их принял вице-король Неаполя. Он устроил встречу царевича Алексея с Толстым и Румянцевым в своем дворце, пытаясь придать ей непринужденный характер. Однако, несмотря на присутствие гостеприимного хозяина дома, царевич трепетал от страха, а посланцы Петра с места в карьер потребовали от Алексея покориться отцовской воле и немедленно ехать в Россию.