Тогда через своего сообщника Андрея Клешнина Борис отыскал знакомого дьяка Михаила Битяговского, взявшегося собственноручно умертвить царевича. Борис послал Битяговского в Углич с его сыном Даниилом и племянником Никитой Качаловым, будто бы для управления хозяйством вдовствующей царицы. Там Битяговский поручил Волоховой вывести в назначенное время царевича во двор.
В субботу боярыня мамка Волохова позвала Димитрия гулять во двор. Кормилица Ирина, как бы предчувствуя, удерживала царевича во дворце, но мамка силой вывела его из горницы в сени, к нижнему крыльцу, где уже были Осип Волохов, Данило Битяговский и Никита Качалов.
Волохов, взяв Димитрия за руку, сказал:
— У тебя новое ожерелье, государь?
Кроткий агнец, подняв голову, тихим голосом отвечал:
— Это старое ожерелье.
И Волохов полоснул его ножом по шее, но не задел гортань. Кормилица напала на него и начала кричать. Убийца бросил нож и побежал, но Данило Битятовский и Никита Качалов начали бить кормилицу, отняв у нее отрока, дорезали и сбросили его вниз с лестницы.
В это время на крыльцо вышла царица и стала кричать. При виде страшного злодеяния пономарь соборного храма, запершись на колокольне, ударил в набат, созывая народ. Сбежавшиеся со всех концов города люди отомстили за невинную кровь восьмилетнего отрока Димитрия, самочинно расправившись с жестокими заговорщиками.
В Москве узнали об убийстве царевича, и сам царь хотел отправиться в Углич для расследования преступления, но Годунов под разными предлогами удержал Феодора Иоанновича в Москве.
Через своих людей князя В. И. Шуйского, окольничего Клешнина и дьяка Вылузгина, посланных в Углич для судебного разбирательства, Борис Годунов сумел убедить царя в том, что его младший брат якобы страдал падучей болезнью и умер нечаянно, упав на нож.
Царица мать, обвиненная в недосмотре за царевичем, была сослана в отдаленный монастырь святого Николая на Восхе, по ту сторону Белого озера, и пострижена в иночество с именем Марфы. Братья ее были сосланы в заточение. Жители Углича за самовольную расправу с убийцами одни были казнены, другие сосланы на поселение в Пелым, а многим урезали языки.
Казалось, все забыто. Но глас Божий — глас народа: возникла народная молва об усопшем царевиче, и глухой ропот все возрастал. Несмотря на приговор бояр и указ царя, никто не верил князю Шуйскому. И сам князь Шуйский пятнадцать лет спустя, увенчанный наследственным венцом Димитрия, писал в окружных грамотах народу, что «за грехи всего христианства православного великого государя царевича Димитрия Иоанновича не стало, убит же он, как непорочный агнец в Угличе». Перед всей Россией свидетельствовал, что «царевич Димитрий Иоаннович, по зависти Бориса Годунова, яко овча незлобливо, заклася».
И патриарх Иов в грамоте писал: «Прият заклание неповинно от рук изменников своих». И патриарх Ермоген в сказании об убиении царевича, и многие российские и иностранные современники — все единодушно говорили, что царевич убит по тайному приказанию Годунова. Ложь, прикрывающая убийц, стала явной, когда в 1606 году открыли гроб царевича, и нашли, что «в левой руке царевич держал полотенце, шитое золотом, а в другой — орехи», в таком виде его и постигла смерть. Царевич Димитрий был погребен в Угличе в дворцовом храме в честь Преображения Господня.
Но Господь, смотрящий не на лица, а на помыслы, произнес устами пророка Исаии: Мне отмщение, и Аз воздам (Рим. 12,19). И устами иного пророка: «Что грех отцев взыщет на сынех до третьего и четвертого рода, милость же Его на тысячи родов» (Исх. 20, 5—6).
Он посетил всех, причастных к смерти Димитрия. Одним именем мнимо воскресшего отрока Лжедмитрия поражен сам Борис на престоле и все его семейство. И царь Василий Шуйский, ближайший судья в смерти царевича, низложивший первого Лжедмитрия, сам низложен с престола во время смуты Лжедмитрия второго. И опять тень царевича оказывается сильнее царя на престоле: Шуйский невольно пострижен, как бы за невольное пострижение матери царевича и, как братья ее Нагие, терпит он с братьями долголетние узы и скончается в плену со всем своим родом, некогда столь могущим.
Уже в царствование Бориса Годунова у гробницы благоверного царевича Димитрия стали совершаться исцеления больных. При патриархе Ермогене святые мощи страстотерпца были обретены нетленными и перенесены в собор во имя Архистратига Михаила в Москве митрополитом Ростовским и Ярославским Филаретом, отцом будущего царя Михаила Феодоровича Романова.
Русская Церковь благоговейно чтит память святого царевича Димитрия.
Глубокая вера, что злодейская рука убила только тело святого царевича, а святая душа предстоит престолу славы Царя Небесного, превращает день заклания в праздник — в «царевичев день». День убиения святого царевича это день его небесной радости, и свою небесную радость он сообщает детям, пришедшим на его праздник.