Пётр ответил заключением Афросины в крепость, чтобы подвергнуть её допросу.

Афросина, видя, что все её надежды на свадьбу с царевичем потеряны, думала только о своём спасении и бессердечно выдала своего горячего поклонника.

Тридцатого апреля Афросину в закрытой лодке привезли в Петергоф. Царь хотел лично допросить её. Она сообщила царю тайные надежды Алексея, о которых он говорил ей несколько раз. Он ожидал, донесла она, и желал бунта русских войск, чтобы встать во главе их и низвергнуть с престола своего отца. Однажды он сказал, что, «судя по известиям из России, восстание скоро вспыхнет в окрестностях Москвы. Я удалю всех государственных слуг и выберу себе новых из молодых. Я оставлю Петербург и буду жить в Москве. Разрушу флот. Отец думает, что жена его будет царствовать после его смерти во время малолетства моего младшего брата. Но будет восстание и многие будут на моей стороне, и я знаю кто».

Показания были даны сначала устно, а затем написаны и подписаны Афросиной в присутствии царя дрожащей рукой. Затем она старалась припомнить имена тех, на кого Алексей прежде всего рассчитывал. Свои показания Афросина закончила уверениями, что только она убедила Алексея возвратиться в Россию.

По окончании допроса царевич тотчас был призван на очную ставку с Афросиной.

Алексей, услышав предательские показания той, которую он любил всей душой, счастье которой было главным стремлением его жизни, сначала грустно молчал, потом, вероятно с отчаяния, признался во всём, в чём его обвиняла любовница. Саксонский посланник Лоос писал тогда своему двору: «Любовница царевича открыла царю тайну заговора».

Афросина получила награду за измену своему поклоннику. Из всех привлечённых по делу царевича, она одна была отпущена без всяких неприятностей. Царь обращался с ней милостиво и сделал ей несколько подарков. Говорят, что она впоследствии вышла замуж за гвардейского офицера и жила с ним мирно.

Двенадцатого мая Алексею представили список из девятнадцати вопросов. Четырнадцатого числа и в следующие дни ему опять предложили новые вопросы. В своих ответах царевич распространялся о своих прежних связях с духовенством, о пророчествах, о книгах, присланных ему киевскими монахами и посвящённых ему рязанским епископом. По требованию суда сообщить мятежные разговоры, которые ему известны, царевич показал, что Борис Голицын ему сказал: «Ты должен держать шпиона при дворе твоего отца, какого-нибудь неважного молодого человека, который уведомлял бы тебя обо всём». Однажды, во время прогулки в санях, Семён Нарышкин проклинал невозможное положение, которое создала для бояр кипучая деятельность царя: «Жизнь стала неудобна для нас. Царь не знает наших нужд. Если бы он приходил к нам, он узнал бы, что у одного нет дров, у других нет многих необходимых вещей». В заключение царевич назвал всех бояр, епископов и полки, на которые он возлагал свои надежды, что они по смерти отца возведут его на престол.

Пётр на допросе спрашивал сына, был ли бы он способен при жизни отца стать во главе мятежных войск и идти с ними против него. Алексей признался, что он мог бы это сделать.

Наконец допросы Алексея окончились, обвинительный акт составлен. Пётр издал манифест своему народу, где известил, что следствие доказало преступления, совершенные царевичем; он указал на ложь сына в его прежних показаниях и заключил, что прощение дано было им в Москве только под условием искреннего признания, а так как признание оказалось неискренним, то обещанное прощение недействительно.

Тринадцатого июня царь послал манифест епископам, в котором он умоляет помазанных Богом указать отцу, как поступить с преступным сыном, нарушившим все законы, и просит духовный суд произнести приговор над его сыном.

Епископы на синодальном собрании обсудили этот вопрос и ответили, что суд над Алексеем принадлежит светской власти, в подтверждение чего они привели девять примеров из ветхого и семь из нового завета. К этому они прибавили: если царь желает наказать своего сына согласно его поступкам, то в священном писании много примеров, дающих ему на это полное право. Если царь пожелает помиловать сына, то он найдёт тому пример в учении Христа, а именно в притче о расточительном сыне. В этом двойственном ответе ясно проглядывает призыв к милости. Это сочувствие духовенства только ухудшило положение несчастного царевича. Пётр обнародовал второй манифест Сенату и другим сановникам, призывая их судить сына его со всей строгостью и без всякого снисхождения.

Семнадцатого июня собрался верховный суд, состоявший из сенаторов, министров, генералов гвардейского штаба, словом, из всех лично преданных царю лиц. Лоос, саксонский посланник, утверждает, что сам Пётр выступил в суде прокурором против своего сына и будто царевич явился в суд с твёрдостью или гордостью, превосходившей ожидания. Этому трудно верить.

Суд рассмотрел итоги следствия и подверг обвиняемого новым допросам. Последние показания царевича обвиняли Лопухина и Иакова Игнатьева. Было доказано, что они желали смерти царя. Этих несчастных пытали, в августе их приговорили к смерти, а в декабре 1718 их казнили вместе с другими, оставшимися ещё в живых от московского побоища.

Девятнадцатого июня главный обвиняемый наследник престола, сын царя, был в первый раз подвергнут пытке частным образом в присутствии немногих лиц. Его принудили подтвердить его прежние показания. Состоялась очная ставка Алексея с Иаковом Игнатьевым. Духовный отец и духовный сын должны были открыть то, что они когда-то доверяли друг другу в тайне церкви. Было дано двадцать пять ударов кнутом, как сказано в протоколе.

Двадцать первого июня после обеда Пётр послал Толстого в крепость задать Алексею несколько вопросов. На этот раз дело шло ни о пытке, ни о допросах, просто отец горестно порицал своего заблудшего сына. «Отчего не хотел он повиноваться? Отчего он своим упрямством принудил меня наказать его? Отчего он стремился к своему наследству незаконными путями, а не сыновним подчинением?»

Нужно ли видеть в этих вопросах голос природы, голос наболевшегося сердца, склонного к прощению? Были ли эти ласки только притворством, чтобы выманить новые признания? Мы склонны считать последнее предположение наиболее верным, потому что через три дня царевича опять подвергли пытке, очевидно, с целью добыть неизвестные ещё сведения.

Алексей отвечал в том же тоне, в каком его спрашивали — с меланхолическим сожалением, и довольно верно отозвался о самом себе. Он вспомнил своё прошлое, своё воспитание: «Я воспитан женщинами, в неге. Меня приучили только к увеселениям, к которым я уже был склонен по природе. Я вырос среди монахов и праздных людей, я только пьянствовал с ними и не мог принудить себя к труду. Я избегал своего отца, я его боялся, его присутствие было для меня несносно. Он посылал меня за границу, но я там не исправился... Моё упрямство было сильнее моего страха, внушённого отцом. Когда я отказался получить моё наследство сыновним послушанием, то задумал достать его с помощью иностранцев. Я решился просить у австрийского императора войска, платить им и не отступать ни перед чем, лишь бы достигнуть русской короны».

24 июня царевича снова подвергли пытке. Дано было 25 ударов, как сказано в протоколе.

Но страдалец истощён. От него не получают почти никаких показаний. Вечером того же дня верховный суд собрался в составе ста двадцати семи человек. Суд объявил царевича виновным в ложных показаниях, а также в том, что он надеялся на восстание народа, замышлял -заговор с целью погубить отечество, своего царя и отца при помощи иностранного оружия. Все эти преступления признаны им самим и подтверждены допросами других. Суд единогласно приговорил царевича к смертной казни.

Все сто двадцать семь членов суда подписали приговор, за исключением одного гвардейского унтер-офицера, не умевшего писать.

Лоос сообщил своему двору, что, выслушав смертный приговор, Алексей просил Толстого устроить ему свидание с Афросиной и позволить ему перед смертью проститься с ней. Если это правда, то измена его любовницы, должно быть, не уменьшила его страсти к ней. Лоос полагает, что царевич помешался перед смертью.