Верховный суд, состоявший из 127 человек, вынес смертный приговор Алексею, признав его виновным в государственной измене

Алексей Петрович родился 18 февраля 1690 года в Преображенском. Крещён 23 февраля 1690 года, восприемники — патриарх Иоаким и царевна Татьяна Михайловна. Тезоименитство 17 марта, небесный покровитель — Алексий, человек Божий. Был назван в честь деда, царя Алексея Михайловича.

Рождение сына и смерть жены совпали с рождением долгожданного сына у самого Петра и его жены Екатерины — царевича Петра Петровича. Это пошатнуло положение Алексея — он больше не представлял для отца интереса даже как вынужденный наследник. В день похорон Шарлотты Петр передал сыну письмо, в котором отчитал за то, что тот «не выказывает склонности государственным делам», и убеждал исправиться, в противном случае грозясь не только отстранить его от наследования, но то и похуже:

Ежели жени, то известен будь, что я весьма тебя наследства лишу яко уд гангренный, и не мни себе, что я сие только в устрастку пишу — во истину исполню, ибо за Мое Отечество и люд живота своего не жалел и не жалею, то како могу Тебя непотребного пожалеть.

В 1716 году в результате конфликта с отцом, который требовал от него скорей определиться в вопросе о постриге, Алексей с помощью Кикина выехал в Польшу формально для того, чтобы навестить отца, находившегося тогда в Копенгагене, но из Гданьска тайно бежал в Вену и вёл там сепаратные переговоры с европейскими правителями, включая родственника своей жены австрийского императора Карла. Для сохранения секретности австрийцы переправили Алексея в Неаполь. Алексей планировал дождаться на территории Священной Римской империи смерти Петра и затем, опираясь на помощь австрийцев, стать русским царём.

Согласно его показаниям на следствии, он был готов ради захвата власти опереться на австрийскую армию. В свою очередь австрийцы планировали использовать Алексея как свою марионетку в интервенции против России, но отказались от своего намерения, посчитав такое предприятие слишком опасным.

Поиски царевича долгое время не приносили успеха, возможно, по той причине, что заодно с Кикиным был А. П. Веселовский, русский посол при венском дворе, которому Петр I поручал найти Алексея. Наконец русская разведка выследила местоположение Алексея, и от императора потребовали выдачи царевича России.

6 мая 1717 г. Алексей перебрался в неаполитанский замок Сант-Эльмо. Здесь застали его посланные Петром Петр Толстой и Александр Румянцев.

Император Священной Римской империи отказался выдать Алексея, но разрешил допустить к нему П.Толстого. Последний предъявил Алексею письмо Петра, где царевичу гарантировалось прощение любой вины в случае немедленного возвращения в Россию:

Буде же побоишься меня, то я тебя обнадёживаю и обещаюсь Богом и судом Его, что никакого наказания тебе не будет, но лучшую любовь покажу тебе, ежели воли моей послушаешь и возвратишься. Буде же сего не учинишь, то, … яко государь твой, за изменника объявляю и не оставлю всех способов тебе, яко изменнику и ругателю отцову, учинить, в чем бог мне поможет в моей истине.

Письмо, однако, не смогло заставить Алексея вернуться. Тогда Толстой подкупил австрийского чиновника, чтобы тот «по секрету» сообщил царевичу, что его выдача в Россию — вопрос решённый.

Это убедило Алексея, что расчёты на помощь Австрии ненадёжны. Осознав, что помощи от Карла VI он не получит, и страшась возвращения в Россию, Алексей через французского офицера Дюре тайно обратился с письмом к шведскому правительству с просьбой о помощи. Однако данный шведами ответ запоздал, и П. Толстой сумел угрозами и посулами 14 октября добиться от Алексея согласия на возвращение в Россию до того, как он получил послание от шведов.

После возвращения за тайное бегство и деятельность во время пребывания за границей Алексей был лишён права на престолонаследие, причем он сам дал торжественную клятву об отказе от престола в пользу брата Петра Петровича в Успенском соборе Кремля в присутствии отца, высшего духовенства и высших сановников. При этом ему было объявлено прощение на условии признания всех совершённых проступков.

Уже на следующий день после церемонии отречения началось следствие, порученное Тайной канцелярии и возглавленное графом Толстым. Алексей в своих показаниях постарался изобразить себя жертвой своего окружения и свалить на своих приближённых всю вину. Лица, его окружавшие, были казнены, но это не помогло Алексею — его любовница Ефросинья дала исчерпывающие показания, изобличившие Алексея во лжи. В частности, выяснилось, что Алексей был готов для захвата власти использовать австрийскую армию и намеревался при удобном случае возглавить мятеж русских войск. Дошло до того, что проскользнули намеки на попытки Алексея связаться с Карлом XII. На очной ставке Алексей подтвердил показания Ефросиньи, хотя ничего не сказал о каких-либо реальных или мнимых связях со шведами.