Софья была заточена в Новодевичий монастырь. Однако, царевна не сдалась и, пользуясь не особенно строгой охраной, поддерживала связь со стрельцами, недовольными службой. Воспользовавшись пребыванием Петра за границей, стрельцы вновь подняли восстание (1698 г.). Сторонники Софьи хотели, воспользовавшись этим, "выкликнуть" ее на царство, но восставшие потерпели поражение. Верные Петру воинские подразделения (в том числе – стрельцы) разбили стрельцов Софьи под Москвой. Следствие, произведенное Шейным с пытками кнутом и огнем, показало, что у стрельцов было намерение захватить Москву и бить бояр, но имя царевны Софьи не было названо. Шеин самых виновных приказал повесить, а других разослал по тюрьмам и монастырям под стражу. По показаниям генерала П. Гордона было казнено до 130 человек и сослано 1845 человек.
Срочно вернувшись из-за границы, Петр I вновь возобновил расследование. Допросили еще 1714 стрельцов. Устроили четырнадцать застенков, где стрельцов пытали. Несмотря на нечеловеческие мучения, стрельцы не давали показаний, что царевна виновна в их действиях. Петр велел ужесточить пытки. Наконец, вырвали показания о том, что от нее было письмо, переданное через какую-то нищую. Нашли нищую, но она ни в чем не призналась и умерла под пытками. Подвергли пыткам кормилицу Софьи – Вяземскую и четырех ее постельниц, но из их показаний прямых обвинений царевне нельзя было предъявить. Сама Софья, допрошенная Петром, объявила, что никогда не посылала никаких писем в стрелецкие полки.
Под следствием была и царевна Марфа Алексеевна (1652-1707) – вторая дочь царя Алексея Михайловича от брака с царицей М.И.Милославской. В 1698 г. во время следствия по поводу восстания стрельцов установили, что она получила от стрельцов челобитную и послала письмо в Тулу. Сама она призналась только в том, что говорила Софье о приходе стрельцов в Москву и об их желании видеть Софью на царстве. В октябре 1698 г. была сослана в Успенский девичий монастырь, находящийся в Александровской слободе, где была пострижена в монахини с именем Маргарита.
Софья же была пострижена в монахини Новодевичьего монастыря с именем Сусанны. 21 октября 1698 г. Петр дал указание ежедневно отпускать своей сестре полное содержание от двора. Сто человек под начальством подполковника составили ее стражу.
Всего было казнено 1182 стрельца, из них 195 человек повешено перед кельями Софьи, а троим из них, висевшим под самыми окнами, дали в руки бумагу в виде челобитной . Стрелецкое войско – расформировано. Умерла Софья 3 июля 1704 г. схимонахиней с именем Софьи и похоронена в том же монастыре. Так закончилась первая