Sau thắng lợi của Cách mạng Tháng Hai năm 1917, Nikolai II phải thoái vị, cả gia đình ông bị bắt giữ. Trong thời gian sống lưu vong tại Tobolsk, Aleksei viết trong nhật ký là mình "chán" và cầu xin "lòng thương xót" của Chúa. Thỉnh thoảng thái tử được phép chơi với Kolya là con trai bác sĩ của ông và với cậu bé phụ bếp Leonid Sednev. Khi lớn hơn chút nữa, Aleksei trở nên liều lĩnh và cố ý tự làm mình bị thương. Khi ở Sibir, ông cưỡi xe trượt lao xuống cầu thang trong nhà và bị thương ở háng. Ông xuất huyết trầm trọng đến mức không thể cùng cha mẹ và chị Maria tới Ekaterinburg vào tháng 4 năm 1918 theo chỉ thị của người Bolshevik. Vài tuần sau đó, Aleksei và ba người chị mới được đoàn tụ cùng gia đình. Ông phải ngồi xe lăn trong những tuần cuối cùng còn sống.