А царевич тем временем уже находился в тирольском замке Эренберг. 10 ноября он появился в Вене под именем польского шляхтича Коханского. Остановившись в гостинице, он отправил своего слугу к вице-канцлеру графу Шёнборну. В тот же вечер он встретился с графом в его доме. По рассказу Шёнборна, царевич бросился к нему, озирался и бегал по комнате, сильно жестикулируя. «Я пришел сюда просить императора, моего свояка, о покровительстве, — произнес он наконец, — о спасении жизни моей: меня хотят погубить, меня и бедных детей моих хотят лишить престола». И далее последовало объяснение событий так, как понимал их сам Алексей, и трудно удержаться от мысли, что со многим в этом объяснении трудно не согласиться (по крайней мере, психологически): «Отец мой окружен злыми людьми, до крайности жестокосерд и кровожаден, думает, что он. как Бог, имеет право на жизнь человека, много пролил невинной крови, даже часто сам налагая руку на несчастных страдальцев; к тому же неимоверно гневлив и мстителен, не щадит никакого человека, и если император выдаст меня отцу, то все равно, что лишит меня жизни. Если бы отец и пощадил, то мачеха и Меншиков до тех пор не успокоятся, пока не запоят или не отравят меня». И наконец, главное, по мнению Алексея, объяснение: все шло хорошо, пока не стали рождаться у него дети и новая царица не родила сына, после чего Екатерина и Меншиков «раздражили против меня отца».
Австрийские родственники взяли Алексея под свое покровительство, и 7 декабря 1716 года он был тайно перевезен в горную крепость Эренберг, что в Тироле. Тем временем резидент Веселовский сообщил Петру, что царевич находится в Австрии. Немедленно был послан гвардии капитан Александр Румянцев с четырьмя офицерами — Веселовский полагал, что царевича можно схватить и увезти. Румянцев быстро обнаружил местопребывание Алексея и направился в Эренберг, но царевича там уже не было: в мае Алексея вместе с его любовницей Евфросиньей перевезли в Неаполь и поместили в замке Сан-Эльмо. Но уже в конце июня Румянцев, неотступно следовавший по пути царевича из Тироля в Неаполь, а затем побывавший у Петра в Спа, появился в Вене — на этот раз вместе с хитрейшим петровским дипломатом Петром Андреевичем Толстым, всю жизнь замаливавшим грех перед Петром: в оные времена он был сторонником Софьи. Посланцы Петра стали добиваться у цесаря выдачи царевича или, по крайней мере, позволения увидеться с ним и передать отцовское письмо. Австрийский император под нажимом министров, не желавших ссориться с царем, согласился допустить свидание, но неаполитанскому вице-королю графу Дауну была дана инструкция, красноречиво свидетельствующая, что иллюзий в отношении Петра австрийский двор не питал: «Свидание должно быть так устроено, чтоб никто из московитян (отчаянные люди и на все способные) не напал на царевича и не возложил на него руки…»
24 сентября 1717 года Толстой и Румянцев прибыли в Неаполь, а через день увиделись с Алексеем и передали ему письмо отца, в котором Петр писал: «Обнадеживаю тебя и обещаю Богом и судом Его, что никакого наказания тебе, если ты воли моей послушаешься и возвратишься». Алексей был смертельно напуган. «Мы нашли его в великом страхе, — сообщал Петру Толстой, — и был он того мнения, будто мы присланы его убить». Слабохарактерный царевич метался, не решаясь дать определенный ответ. Агенты Петра пустили в ход убеждения, угрозы, лесть. Был подкуплен секретарь вице-короля Вейнгард, который «конфиденциально» сообщил царевичу, что венский двор готов его выдать — это была наглая ложь. Толстой уговорил Евфросинью убедить царевича вернуться, обещая, что отец отпустит их на спокойное житье в деревню. Наконец, Толстой объявил уже обессиленному Алексею, что скоро отец сам приедет в Неаполь. Эта ложь окончательно сломила Алексея. «Не только действительный подход, — писал Толстой, — но и одно намерение быть в Италии добрый ефект их величествам и всему Российскому государству принесли».
И царевич сдался. 3 октября он объявил Толстому и Румянцеву, что готов вернуться, если получит от отца прощение и ему будет позволено обвенчаться с Евфросиньей и жить в деревне. Разумеется, такое обещание было ему дано. После посещения Бари для поклонения мощам Св. Николая чудотворца Алексей через Рим, Венецию и Вену двинулся домой. В дороге он получил новое письмо Петра, в котором тот подтверждал свои прежние обещания. Толстой и Румянцев, неотступно находившиеся при нем, устроили так, что Вену проехали ночью, не повидав императора. В Брюнне (Брно) генерал-губернатор Моравии граф Колоредо по приказу императора увиделся с царевичем, чтобы узнать, по своей ли воле он возвращается в Россию. Алексей извинился за то, что не представился императору, и ответил на вопрос утвердительно. Свидание происходило в присутствии Толстого.