Den 17 juli 1918 avrättades Nikolaj II och hans familj utanför Jekaterinburg på order av Sverdlov. Bolsjevikerna hade från början planerat att ställa tsaren inför rätta för hans brott mot det ryska folket, men då vita trupper drog fram emot Jekaterinburg togs det snabba beslutet att avrätta tsarfamiljen direkt, hellre än att riskera att han fritogs. Avrättningen kommenderades av tjekisten Jurovskij. Denna berättar senare i sina memoarer om den där natten i juli 1918. Bland annat att den unge Aleksej, som låg på golvet i en blodpöl men fortfarande andades, avrättades av Jurovskij själv med två skott i huvudet. Allt som allt tog avrättningen 20 minuter, detta delvis på grund av rökbildningen som uppstod i rummet till följd av arkebuseringen. Exekutionärerna var tvungna att utrymma rummet för att få bukt med röken. När de senare åter gick in i rummet så upptäckte de att det fortfarande var människor där inne som var vid liv, bl.a. några av tsarens döttrar. Det visade sig senare att flickorna varit så svåra att ha ihjäl av den anledningen att de hade större delen av sina juveler insydda i sina korsetter, som fungerade som ett slags rustning. Man stack i stället ihjäl tsardöttrarna, eller krossade deras skallar med pistolkolvar. Enligt Jurovskijs egna redogörelser, så var flertalet av mannarna som utförde morden kraftigt berusade, och var otroligt klumpiga när de genomförde avrättningen. När alla var döda lastades kropparna på en lastbil och transporterades till en tidigare utvald plats. Där klädde man av liken och stal värdesaker som de hade på sig. Man hällde svavelsyra och fotogen över kropparna och brände dem sedan. Kvarlevorna begravdes i en grund grav som inte upptäcktes förrän 1989.