Вскоре оказалось, что полностью сохранить заговор в тайне невозможно. Некоторые осведомленные люди в пьяном виде публично начинали поносить Лжедмитрия, обзывая еретиком и обманщиком, женившимся на «поганой католичке Маринке», чтобы извести православную веру. Об их поведении стало известно во дворце. Но бояре убедили самозванца не обращать внимания на пьяные бредни глупых людей и не омрачать свадебные торжества репрессиями в их адрес. Под предлогом организации потешных сражений они пригласили вооруженные отряды из Новгорода и Пскова, во главе которых стояли их родственники. Этим войскам было приказано занять все ворота Кремля в ночь на 17 мая. В итоге во дворце осталось не более 50 членов личной охраны лжецаря, которых следовало нейтрализовать во время внезапного нападения.

Занимаясь подготовкой маскарада, Лжедмитрий и Марина ни о чем не подозревали. Они пировали, танцевали и всячески веселились, примеряя потешные маски, изготовленные польскими дамами. Поэтому спать все легли только под утро.

Заговорщики тем временем ждали, когда во дворце все утихнет и сон сморит даже бдительную стражу. Наконец, около семи часов утра по их приказу в Кремле ударили в набат, затем и во всем городе. Испуганные москвичи выскочили на улицу и услышали от сторонников заговорщиков, разъезжавших по улицам, что поляки хотят умертвить царя и посадить на престол свою царицу, поэтому их нельзя пускать в Кремль. Их слова воодушевили горожан, возмущенных поведением поляков, на то, чтобы с оружием в руках броситься громить дворы, где те проживали. Кроме того, на многих улицах из рогаток и бревен создали заграждения, не позволяющие всадникам проехать.

Исаак Масса писал, что утром 17 мая «повсюду происходило великое избиение поляков, которых находили… тех, что защищались, поубивали, те же, что позволили себя ограбить донага, по большей части остались живы, но их ограбили так, что они лишились даже рубашек, смятение было во всем городе». (Масса И. Краткое известие о Московии. С. 116.)

В это время главные заговорщики с заряженными пищалями вбежали по всем лестницам в царский дворец. Прежде всего они схватили стоявших в сенях на карауле алебардщиков, обезоружили их и заперли в одном из покоев. Затем они бросились к спальным покоям царя и царицы, убивая всех, кто оказывал сопротивление. Одним из первых был застрелен П. Ф. Басманов.

Лжедмитрий проснулся от шума и спросил у слуг, что произошло. Но никто не мог дать ответа из-за охватившего всех страха. Тогда самозванец приказал подать ему меч, но его не нашли. Услышав, что заговорщики ломают двери спального покоя, он схватил алебарду и через потайные двери бросился бежать. Ему удалось достичь окна, выходящего на задний двор. Там стояли стрельцы, которые могли его спасти. Услышав за спиной погоню, Лжедмитрий был вынужден выпрыгнуть вниз, но подвернул ногу. Поэтому заговорщики во главе с дворянином Г. Валуевым, крича: «Бей его! Руби его!», настигли его и тут же убили. Стрельцам же они сказали: «То был расстрига, еретик и польский свистун, а не Дмитрий, в чем он сам повинился». После этого они обнажили труп, связали ему ноги веревкой и поволокли на Красную площадь.

По дороге они остановились у Вознесенского монастыря и велели позвать Марфу Нагую. По их требованию она должна была ответить, был ли ее сыном убитый царь. Испуганная Марфа тут же отреклась от самозванца и заявила, что ее настоящий сын давно покоится в Угличе. Лгать же ей приходилось из-за угрозы смерти.

На Красной площади труп Лжедмитрия бросили на скамейку, рядом с ним разложили маскарадные маски со словами: «Это были боги, которым он молился». Под лавку сунули обнаженный труп Басманова, сказав: «Ты любил его живого, не расставайся с ним и мертвым». После этого всем желающим было позволено разглядеть убитых и даже плюнуть на них. Кем же был главный соратник самозванца, погибший вместе с ним?

Хотя заговорщики планировали убить и Марину Мнишек, но им не удалось ее найти. Польские очевидцы ее спасения описали это так: «В это время царица (она еще была не убрана, и все в свите ее оставались простоволосыми, только что вскочили после сна и едва успели надеть юбки), услышав гвалт в крепости, выбежали, желая узнать, что происходит. Услышав дурные вести, что царя убили, стала она думать, что делать. Сошла она вниз и спряталась в подвале под сводами, но когда ей там не посоветовали остаться, снова возвратилась наверх. Когда она поднималась, ее столкнули с лестницы, не зная, кто это… Однако она добралась до избы и там оставалась среди женщин. Изменники тем временем послали в эти палаты… Ворвались в избу, где была царица с женщинами. Уже более не убивали женщин, только ударились в разбои, ринувшись в покои, в которых они спали. В это время подоспели старшие бояре, разогнали чернь и приставили стражу, чтобы на женщин уже не смели покушаться. Вещи все — и царицы, и женщин — спрятали в кладовые за печатями». (Дневник Марины Мнишек. С. 56.)