17 июля 1918 года ночью, в подвале Ипатьевского дома, была расстреляна семья последнего Императора Всероссийского Николая II.
Из воспоминаний участников расстрела известно, что они заранее не знали, каким способом будет осуществляться «казнь». Предлагались разные варианты: заколоть арестованных кинжалами во время сна, забросать гранатами комнату с ними, расстрелять. По данным Генпрокуратуры РФ, вопрос о порядке проведения «казни» был решён при участии работников УралоблЧК.
В 1 час 30 минут ночи с 16 на 17 июля к дому Ипатьева прибыл грузовик для перевозки трупов, опоздавший на полтора часа. После этого был разбужен врач Боткин, которому сообщили о необходимости всем срочно перейти вниз в связи с тревожной ситуацией в городе и опасностью оставаться на верхнем этаже. На сборы ушло примерно 30 — 40 минут.
Семеро членов семьи (Николай II, его жена и дети) и не только (расстреляны также были лейб-медик, повар, камердинер и горничная) перешли в полуподвальную комнату (Алексея, который не мог идти, Николай II нёс на руках). В полуподвале не оказалось стульев, затем по просьбе Александры Фёдоровны были принесены два стула. На них сели Александра Фёдоровна и Алексей. Остальные разместились вдоль стены. Юровский ввёл расстрельную команду и зачитал приговор. Николай II успел только спросить: «Что?» (другие источники передают последние слова Николая как «А?» или «Как, как? Перечитайте»). Юровский дал команду, началась беспорядочная стрельба.
Расстрельщикам не удалось сразу убить Алексея, дочерей Николая II, горничную А. С. Демидову, доктора Е. С. Боткина. Раздался крик Анастасии, горничная Демидова поднялась на ноги, длительное время оставался жив Алексей. Кто-то из них был застрелен; уцелевших, по данным следствия, добивал штыком П. З. Ермаков.
По данным Т. Манаковой, в ходе расстрела были также убиты поднявшие вой две собаки царской семьи — французская бульдожка Ортино Татьяны и королевский спаниель Джимми (Джемми) Анастасии. Третьей собаке — спаниелю Алексея Николаевича по кличке Джой — была сохранена жизнь, так как она не выла.