Следствие было небыстрым, но суровым. Приговор состоялся 27 ноября 1718 года, смертной казни Марии Гамильтон пришлось ждать несколько месяцев. Придворные и царица, приняв отсрочку за жалость Петра к приговоренной, пытались его умилостивить – но безрезультатно. Исполнение приговора состоялось 14 марта 1719 года; день был довольно ненастный – как записано в «Юрнале» Меншикова, «пасмурный, с мразом и с ветром от веста».
Академик Якоб Штелин в «Подлинных анекдотах Петра Великаго» с живыми подробностями описывает процедуру казни. Сам Штелин свидетелем события не был – он и родился-то в 1709 году, а в Россию прибыл на четверть века позже, но в основу его рассказа легло свидетельство некоего «Фуциуса, придворного при Петре Великом столяра, видевшего ту казнь»: «Наступил день казни девицы Гамильтон; преступницу привели на лобное место, одеянную в белое шелковое платье с черными лентами. Царь сам не преминул быть при сем печальном зрелище, простился с нею и сказал ей: “Поелику ты преступила Божеский и государственный закон, то я тебя не могу спасти. Снеси с бодростью духа сие наказание, принеси Богу чистое молитвою покаяние и верь, что он твое прегрешение, яко милосердый судия, простит”. Потом стала она на колени и начала молиться; а как царь отворотился, то получила она рукою палача смертный удар».
По легенде, голова казненной была положена в банку со спиртом и отдана впоследствии на хранение в Кунсткамеру. Только в начале 1780-х годов по приказанию Екатерины II страшную реликвию закопали в погребе, но и после этого, еще в пушкинские годы, сторож Кунсткамеры показывал посетителям голову мальчика 12—15 лет, выдавая ее за голову Марии Гамильтон.
Легенда, а какова в ней доля истины, никто и не узнает.
Вдохновленный историей жизни и смерти Марии Гамильтон, писатель Глеб Алексеев (ныне незаслуженно забытый) сочинил в 1930-е годы романтический рассказ, стержнем которого является тема безответной любви Петра I к приговоренной им грешнице. Описал Глеб Васильевич и день казни – в ярких красках, как и подобает писателю: «Забывая, где он, забывая про толпу, ждавшую, насторожив дыханье, – чего ждавшую? помилования