Датский поход планировался на июнь. Император решил повременить с выступлением войск, чтобы отпраздновать свои именины. Утром 28 июня 1762 года, накануне Петрова дня, император Пётр III со свитой отправился из Ораниенбаума, своей загородной резиденции, в Петергоф, где должен был состояться торжественный обед в честь тезоименитства императора. Накануне по Петербургу прошёл слух, что Екатерина содержится под арестом. В гвардии началась сильнейшая смута; один из участников заговора, капитан Пассек, был арестован; братья Орловы опасались, что возникла угроза раскрытия заговора.
В Петергофе Петра III должна была встречать его супруга, по долгу императрицы бывшая устроительницей торжеств, но к моменту прибытия двора она исчезла. Через короткое время стало известно, что Екатерина рано утром бежала в Петербург в карете с Алексеем Орловым (он прибыл в Петергоф к Екатерине с известием, что события приняли критический оборот и медлить более нельзя). В столице «Императрице и Самодержице Всероссийской» в короткое время присягнули гвардия, Сенат и Синод, население.
Дальнейшие действия Петра показывают крайнюю степень растерянности. Отвергнув совет Миниха немедленно направиться в Кронштадт и повести борьбу, опираясь на флот и верную ему армию, размещённую в Восточной Пруссии, он собирался было защищаться в Петергофе в игрушечной крепости, выстроенной для манёвров, с помощью отряда голштинцев. Однако, узнав о приближении гвардии во главе с Екатериной, Пётр бросил эту мысль и отплыл в Кронштадт со всем двором, дамами и т. д. Но Кронштадт к тому времени уже присягнул Екатерине. После этого Пётр совершенно пал духом и, вновь отвергнув совет Миниха направиться к восточнопрусской армии, вернулся в Ораниенбаум, где и подписал отречение от престола.
События 28 июня 1762 года имеют существенные отличия от предшествующих дворцовых переворотов; во-первых – переворот вышел за «стены дворца» и даже за пределы гвардейских казарм, обретя невиданную доселе широкую поддержку различных слоёв столичного населения, а во-вторых – гвардия стала самостоятельной политической силой, причём силой не охранительной, а революционной, свергнувшей законного императора и поддержавшей узурпацию власти Екатериной.
Обстоятельства смерти Петра III до сих пор окончательно не выяснены.
Низложенный император тотчас после переворота в сопровождении караула гвардейцев во главе с А. Г. Орловым был отправлен в Ропшу в 30 верстах от Санкт-Петербурга, где через неделю погиб. По официальной (и наиболее вероятной) версии, причиной смерти был приступ геморроидальных колик, усилившийся от продолжительного употребления алкоголя, и сопровождавшихся поносом. При вскрытии (которое проводилось по приказу Екатерины) обнаружилось, что у Петра III была выраженная дисфункция сердца, воспаление кишечника, были признаки апоплексии.
Однако