Carská rodina byla poslána do domácího vězení na Sibiř. V dubnu a květnu 1918 byli členové rodiny Romanovců přemístěni do Ipatievova domu – kupeckého domu v Jekatěrinburgu.
Po revoluci vypukla v červnu občanská válka mezi bolševickou „Rudou“ armádou a protibolševickými „bílými“ ruskými silami. V červenci už Bílá armáda postupovala na Jekatěrinburg.
Místní úřady dostaly příkaz zabránit záchraně Romanovců a po tajném zasedání Jekatěrinburského sovětu byla carská rodina odsouzena k smrti.
V noci 16. července 1918 bylo rodině nařízeno, aby se oblékla a sešla do sklepa Ipaťjevova domu, kde byla seřazena, jako by pózovala pro rodinnou fotografii. Tam je bolševičtí vojáci zastřelili a probodli bajonety.
Pozůstatky rodiny byly v roce 1991 objeveny v hromadném hrobě na Urale. Následné testy DNA potvrdily totožnost Nikolaje, Alexandry a jejich tří dcer.
Pozůstatky Alexeje a jedné z jeho sester zůstávaly záhadou až do roku 2007, kdy byl poblíž většího masového hrobu objeven druhý hrob. Hrob obsahoval ostatky dvou částečně spálených koster, které podle následných testů DNA patřily Alexeji a jedné z jeho sester, pravděpodobně Anastázii nebo Marii.
Anastázie Romanovová
Po popravě cara Mikuláše kolovaly zvěsti, že jeho nejmladší dcera Anastázie Romanovová možná unikla chmurnému osudu své rodiny. Tato legenda přetrvávala téměř sto let a inspirovala řadu knih a filmů. V průběhu let se přihlásily desítky žen, které tvrdily, že jsou kněžnou Romanovovou.
Nejznámější podvodnicí Anastázie byla Anna Andersonová, mladá žena, kterou v roce 1920 vytáhli z kanálu v německém Berlíně po pokusu o sebevraždu. Andersonová byla poslána do léčebny, kde svým spolupacientům tvrdila, že je velkokněžna Anastázie.
Její tvrzení si získalo pozornost veřejnosti, ačkoli většina členů rozvětvené rodiny Romanovců věřila, že jde o podvodnici. Soukromé vyšetřování, které v roce 1927 financoval bratr carevny Alexandry, zjistilo, že Anna Andersonová byla ve skutečnosti polská tovární dělnice Franziska Schanzkowska, která v minulosti trpěla duševní chorobou.