В манифесте, позже изданном в связи с «делом царевича Алексея», Пётр I так сформулировал обвинения против бывшей царицы: «… за некоторые её противности и подозрения». Одновременно он сделал монахинями и двух своих сестёр Марфу и Феодосию за сочувствие к свергнутой царевне Софье.
Содержания от казны бывшей царице назначено не было. Поэтому Евдокию «кормили» родственники по её просьбе: «Здесь ведь ничего нет: всё гнилое. Хоть я вам и прискушна, да что же делать. Покамест жива, пожалуйста, поите, да кормите, да одевайте, нищую».
Из сочувствия к свергнутой царице епископ Ростовский Досифей пророчествовал, что Евдокия опять будет царицей, и поминал её в церквах «великой государыней», считая, что Пётр примирится с ней, оставит Петербург и свои непопулярные в народе реформы.
Всё это открылось в ходе следствия и суда по делу царевича Алексея. Так в 1718 году царь узнал про её жизнь и контакты с противниками его реформ. В Суздаль был прислан капитан-поручик Скорняков-Писарев, который арестовал бывшую царицу Евдокию вместе с её сторонниками.
Скорняков застал бывшую царицу в монастыре в мирском платье и обнаружил там записку, где её именовали не инокиней, а «благочестивейшей великой государыней нашей, царицей и Великой княгиней Евдокией Фёдоровной» и желали ей и царевичу Алексею «благоденственное пребывание и мирное житие, здравие же и спасение и во все благое поспешение ныне и впредь будущие многие и несчётные лета, во благополучном пребывания многая лета здравствовать».
На допросе её любовник Глебов показал: «И сошёлся я с нею в любовь через старицу Каптелину и жил с нею блудно». Старицы Мартемьяна и Каптелина показали, что своего любовника «инокиня Елена пускала к себе днём и ночью, и Степан Глебов с нею обнимался и целовался, а нас или отсылали телогреи кроить к себе в кельи, или выхаживали вон».
Проводивший обыск гвардии капитан Лев Измайлов нашёл также у Глебова девять писем царицы, в которых она просила уйти его с военной службы и добиться места воеводы в Суздале, рекомендовала, как добиться успеха в различных делах, но главным образом они были посвящены их любовной страсти.
Сама Евдокия показала: «Я с ним блудно жила в то время, как он был у рекрутского набора, в том и виновата». В своем письме к Петру она призналась во всём и просила прощения, чтобы ей «безгодною смертью не умереть».
14 февраля Писарев арестовал всех и повёз в Москву. 20 февраля 1718 года в Преображенском застенке состоялась очная ставка Глебова и Лопухиной, которые не запирались в своей связи. Австриец Плейер писал на родину: «Майор Степан Глебов, пытанный в Москве страшно кнутом, раскалённым железом, горящими угольями, трое суток привязанный к столбу на доске с деревянными гвоздями, ни в чём не сознался».
Тогда Глебов был посажен на кол и, прежде чем умереть, мучился 14 часов. По некоторым указаниям, Евдокию заставили присутствовать при казни и не давали закрывать глаза и отворачиваться. После этого были казнены все сторонники