In der Nacht zum 17. Juli 1918 wurde er im Alter von 13 Jahren mit der restlichen ehemaligen Zarenfamilie erschossen. Das erste Erschießungskommando tötete Nikolaus, die Zarin und die beiden männlichen Bediensteten. Der Junge blieb trotz Schüssen auf ihn am Leben und die Mörder versuchten, ihn mehrmals mit Bajonetten zu erstechen. „Nichts schien zu funktionieren“, schrieb Jurowski später. „Obwohl er verletzt war, lebte er weiter.“ Unbemerkt von den Mördern war der Oberkörper des Zarewitsches durch ein Hemd, in dem kostbare Edelsteine waren, welches er unter seinem Gewand trug, geschützt. Der für die Exekution verantwortliche Offizier berichtete, dass dem Jungen zwei Mal in den Kopf geschossen wurde, bis er endgültig verstummte.