Между тем делались страшные приготовления к казням: ставили виселицы по Белому и Земляному городам, у ворот под Новодевичьим монастырем и у четырех съезжих изб возмутившихся полков. Патриарх вспомнил, что его предшественники в подобных случаях становились между царем и жертвами его гнева, печаловались за опальных, утоляли кровь: Адриан поднял икону Богородицы и отправился в Преображенское к Петру. Но богатырь расходился, никто и ничто его не удержит; завидев патриарха, он закричал ему: «К чему это икона? разве твое дело приходить сюда? Убирайся скорее и поставь икону на свое место. Быть может, я побольше тебя почитаю бога и пресвятую его матерь. Я исполняю свою обязанность и делаю богоугодное дело, когда защищаю народ и казню злодеев, против него умышлявших».
Петр сам допросил обеих сестер, замешанных в дело, Марфу и Софью. Марфа призналась, что говорила Софье о приходе стрельцов, о их желании видеть ее, Софью, на царстве; но отреклась, что никакого письма не передавала стрельчихе. Софья, спрошенная про письмо, переданное стрельцами от ее имени, отвечала: «Такова письма, которое к розыску явилось, от ней в стрелецкие полки не посылывано. А что те стрельцы говорят, что, пришед было им к Москве, звать ее, царевну, по-прежнему в правительство, и то не по письму от нее, а знатно потому, что она со 190 года была в правительстве».
30 сентября была первая казнь: стрельцов, числом 201 человек, повезли из Преображенского в телегах к Покровским воротам; в каждой телеге сидело по двое и держали в руке по зажженной свече; за телегами бежали жены, матери, дети со страшными криками. У Покровских ворот в присутствии самого царя прочитана была сказка: «В распросе и с пыток все сказали, что было придтить к Москве, и на Москве, учиня бунт, бояр побить и Немецкую слободу разорить, и немцев побить, и чернь возмутить, всеми четыре полки ведали и умышляли. И за то ваше воровство указал великий государь казнить смертию». По прочтении сказки осужденных развезли вершить на указные места; но пятерым, сказано в деле, отсечены головы в Преображенском; свидетели достоверные объясняют нам эту странность: сам Петр собственноручно отрубил головы этим пятерым стрельцам. 11 октября новые казни: вершено 144 человека, на другой день – 205, на третий – 141, семнадцатого октября – 109, осьмнадцатого – 63, девятнадцатого – 106, двадцать первого – 2. 195 стрельцов повешено под Новодевичьим монастырем, перед кельею царевны Софьи, трое из них, повешенные подле самых окон, держали в руках челобитные, «а в тех челобитных написано против их повинки». В Преображенском происходили кровавые упражнения; здесь 17 октября приближенные царя рубили головы стрельцам: князь Ромодановский отсек четыре головы; Голицын, по неуменью рубить, увеличил муки доставшегося ему несчастного; любимец Петра Алексашка (Меншиков) хвалился, что обезглавил 20 человек; полковник Преображенского полка Блюмберг и Лефорт отказались от упражнений, говоря, что в их землях этого не водится. Петр смотрел на зрелище, сидя на лошади, и сердился, что некоторые бояре принимались за дело трепетными руками. «А у пущих воров и заводчиков ломаны руки и ноги колесами; и те колеса воткнуты были на Красной площади на колья; и те стрельцы, за их воровство, ломаны живые, положены были на те колеса и живы были на тех колесах не много не сутки, и на тех колесах стонали и охали; и по указу великого государя один из них застрелен из фузеи, а застрелил его преображенский сержант Александр Меншиков. А попы, которые с теми стрельцами были у них в полках, один перед тиунскою избою повешен, а другому отсечена голова и воткнута на кол, и тело его положено на колесо». Целые пять месяцев трупы не убирались с мест казни, целые пять месяцев стрельцы держали свои челобитные перед окнами Софьи.