Автором третьего плана был Никита Иванович Панин. Осуществление его не было привязано к фиксированной дате. Ориентировочно в конце июля, когда император будет производить смотр гвардейским полкам перед отправкой их в датский поход, его надлежало арестовать.
Но все произошло вовсе не по плану. Строго говоря, это была импровизация, возникшая в результате непредвиденных событий. 26 июня капрал Преображенского полка спросил у поручика Измайлова, скоро ли свергнут императора. Измайлов донес о заданном вопросе секунд-майору Воейкову, а тот – полковнику Ушакову. В ходе открывшегося следствия было обнаружено недоброжелательное высказывание об императоре капитан-поручика Пассека. Вечером 27-го числа его взяли под стражу. Это событие и послужило сигналом для заговорщиков. Их поспешность, с одной стороны, объяснялась реальной опасностью раскрытия заговора. С другой стороны, братья Орловы, привыкшие действовать напролом, только и ждали случая, чтобы от разговоров перейти к делу.
О намерении совершить переворот стало известно Никите Панину и Кириллу Разумовскому. Последний распорядился печатать Манифест о восшествии на престол Екатерины Второй. Машина была запущена, а план действий тем не менее отсутствовал. Ясно было одно – начинать надо с провозглашения Екатерины императрицей, но она в эти часы находилась в Петергофе.
В полночь на 28 июня Алексей Орлов и Василий Бибиков направились в Петергоф. В шестом часу утра Орлов вошел в Монплезир, где спала Екатерина. «В мою комнату, – вспоминала императрица, – входит Алексей Орлов и говорит совершенно спокойным голосом: „Пора вставать, все готово, чтобы провозгласить вас“. Я спросила о подробностях, он сказал: „Пассек арестован“. Я не колебалась более». Екатерина наскоро оделась и вместе с камер-фрейлиной Шаргородской села в весьма скромную карету, запряженную парой лошадей. Бибиков и камер-лакей Шкурин пристроились на запятках, а Алексей Орлов – рядом с кучером. В пяти верстах от столицы путников встретил Григорий Орлов, в карету которого пересела императрица. Карета двинулась по направлению к канцелярии Измайловского полка. По сигнальному выстрелу из пистолета навстречу ей с криками «ура!» бежала радостно возбужденная толпа гвардейцев. Тут же полковой священник принял от измайловцев присягу новой императрице. Во главе толпы солдат, впереди кареты с Екатериной, верхом на коне, обнажив шпагу, ехал к Семеновскому полку его командир гетман Разумовский. Правда, часть офицеров пыталась удержать солдат на стороне Петра III, но эта попытка была решительно пресечена. Вскоре к заговорщикам присоединился и третий гвардейский полк – Преображенский. Огромная толпа солдат, смешавшись с петербургскими жителями, двинулась по Невскому к новому Зимнему дворцу.