Из рассказов очевидцев казни известно, что участники не знали о конкретном методе, который будет использован для "казни". Было предложено несколько вариантов, в том числе зарезать заключенных, пока они спали, бросить в комнату гранаты или расстрелять их. Решение о том, как будет проходить "казнь", принимали лица из УралЧХК, как утверждает Генеральная прокуратура.
В 1:30 ночи с 16 на 17 июля к дому Ипатьева подъехал грузовик для перевозки тел, хотя он опоздал на полтора часа. Доктор Боткин был разбужен и получил указание немедленно спуститься вниз из-за напряженной ситуации в городе и риска остаться на верхнем этаже. Потребовалось около 30-40 минут, чтобы все собрались. Они направились в подвальное помещение, причем Николай II нес на руках недееспособного Алексея. Поскольку в полуподвальном помещении не было стульев, по просьбе Александры Федоровны принесли два стула. Она и Алексей сели на них, а остальные заняли места вдоль стены. В зал вошел Юровский, руководитель расстрельной команды, и зачитал приговор. Николай II успел только спросить: "Что?", как Юровский дал команду, и началась беспорядочная стрельба. Сообщается, что Юровский сам произвел первый выстрел и убил Николая II.
Что ждёт Россию сообщил Суровикин! Жми сюда и узнаешь первым!!!
Стрелявшим не удалось одновременно убить Алексея, дочерей Николая II, горничную А.С. Демидову и доктора Е.С. Боткина. Раздался крик Анастасии, горничная Демидова встала, а Алексей еще значительное время оставался жив. Часть из них была расстреляна, а тех, кто остался в живых, по данным следствия, добивал штыками П.З. Ермаков.
По воспоминаниям Юровского, стрельба была хаотичной. Многие выстрелы, вероятно, производились из соседней комнаты, через порог, отчего пули рикошетили от каменной стены. Один из стрелявших получил легкое ранение ("Пуля одного из стрелявших позади меня просвистела мимо моей головы, и кому-то - не помню, кому - прострелили руку, ладонь или палец").