Итак, когда большинство голосов на соборе было достаточно подготовлено, 7 февраля состоялось предварительное избрание Михаила Федоровича. Но, по-видимому, все еще слышались многие голоса людей, противившихся сему выбору. Поэтому для большей крепости окончательный приговор отложили на две недели, поставляя на вид, что из городов еще не все выборные люди успели приехать на собор. Отсутствовали и некоторые знатные бояре, отдыхавшие в своих вотчинах после испытанной ими совместно с поляками тяжкой московской осады; в их числе был и Федор Иванович Мстиславский. Послали гонцов с просьбой поспешить с прибытием как к этим боярам, так и по городам. Кроме гонцов, в ближние города и уезды поехали «верные люди», чтобы разузнать мнение жителей насчет Михаила Федоровича, а может быть, и для того, чтобы повлиять на их мнение. Сии люди донесли, что везде его выбор встречается с великим сочувствием. Есть известие, что именно около этого времени Земская дума, желая лично узнать юношу Михаила, послала в Кострому к его матери двух дворян с просьбой немедленно отпустить своего сына в Москву. Старица Марфа, испуганная такой просьбой и втайне предупрежденная Шереметевым, отказалась ее исполнить. Собор, вероятно побуждаемый некоторыми недоброжелателями Романовых, обратился к самому Шереметеву, прося его убедить старицу. Но исполнение этой просьбы было не в видах Шереметева: он опасался, что крайняя юность, застенчивость, робость и неопытность Михаила могут произвести на соборе неблагоприятное впечатление. Сам Филарет Никитич был по своему времени человеком очень образованным; но, рано оторванный от семьи, он не мог озаботиться образованием своего сына. Детство и отрочество Михаила проходили то в ссылке, то в деревне, то в московской осаде, и нам неизвестно даже, был ли он своевременно обучен грамоте. (Хотя последнее обстоятельство не могло быть тогда помехой для достижения престола: известно, что Борис Годунов, при всем своем уме и государственной опытности, грамотой не владел.) Во всяком случае, Шереметев не поддался на уловку недоброжелателей. Со слезами на глазах он отвечал, что совсем не желает вмешиваться в этот выбор, чтобы не сочли его человеком, который хлопочет более о своей родне, чем о благе государства. Его ответ произвел на собрание желательное впечатление. Оно еще более утвердилось в намерении остановить свой выбор на Михаиле Федоровиче.
Окончательное соборное избрание совершилось 21 февраля, в первое воскресенье Великого поста, то есть в неделю Православия. Великая дума собралась в Успенском соборе. Тут отобраны были письменные мнения от членов Думы, и, по словам современных свидетелей, в тот день единогласно оказался избранным Михаил Федорович Романов. Главные руководители этого избрания сочли нужным для большей его торжественности и прочности спросить еще мнение, собственно, москвичей и отрядили для того особую депутацию, которую составили рязанский архиепископ Феодорит, новоспасский архимандрит Иосиф, троицкий келарь Авраамий Палицын и боярин Василий Петрович Морозов. Они пришли на Лобное место и обратились к народу с вопросом, кого он желает иметь царем. Народ, при своем расположении к семье Никитичей, еще подготовленный приятелями и помощниками Ф. И. Шереметева, громкими кликами заявил, что никого не желает, кроме Михаила Федоровича Романова. Немедленно в Успенском соборе был отслужен благодарственный молебен; такие же молебны о долголетии новоизбранного государя с колокольным звоном служили по другим церквам и монастырям царствующего града. Затем началась присяга в Москве и городах по крестоцеловальной грамоте, уложенной Земским советом.
К Михаилу Федоровичу и его матери снаряжено было от сего совета торжественное и многочисленное посольство. Во главе его поставлены частью те же лица, которые спрашивали народ на Лобном месте, а именно: архиепископ Рязанский Феодорит, новоспасский архимандрит Иосиф и троицкий келарь Авраамий, кроме того, симоновский архимандрит тоже Авраамий, а из светских членов боярин Ф. И. Шереметев, князь Владимир Иванович Бахтеяров-Ростовский, Федор Васильевич Головин и дьяк Иван Болотников. С ними отправились выборные от всяких чинов Московского государства: стольники, стряпчие, дворяне, дьяки, жильцы, дети боярские, гости, казачьи атаманы, стрелецкие головы и прочие. Посольство снабжено было письменным подробным наказом, который точно определял, что нужно говорить Михаилу и его матери, как поступить на случай их отказа и что сказать в случае их опасения за участь митрополита Филарета. Кроме сего наказа, послам вручили еще две грамоты для матери и для сына: в них излагались московские события последней эпохи и заканчивались они извещением о соборном избрании Михаила Федоровича Романова. 2 марта посольство выехало из Москвы.