Относительно диагноза последней болезни Петра мнения расходятся. Автор фундаментального труда «История медицины в России» В. Рихтер считал, что Петр умер из-за воспаления, вызванного задержанием мочи, не говоря о том, что было причиной воспаления. Другой видный историк медицины, Н. Куприянов, полагал, что смерть Петра наступила от воспаления мочевого пузыря, перешедшего в гангрену, и от задержания урины. И, наконец, небезынтересно и заключение, сделанное в 1970 году группой московских венерологов, изучавших все сохранившиеся документальные свидетельства о болезни и смерти Петра. Профессора Н. С. Смелов, А. А. Студницын, доктор медицинских наук Т. В. Васильева и кандидат медицинских наук О. И. Никонова пришли к заключению, что Петр «по-видимому, страдал злокачественным заболеванием предстательной железы или мочевого пузыря или мочекаменной болезнью», что и оказалось причиной его смерти.
Петр I умер, не оставив завещания. Наследниками престола могли считаться: во-первых, сын казненного Алексея — Петр, во-вторых, дочери Петра I и Екатерины — Анна и Елизавета, в-третьих, — племянницы Петра I, дочери его старшего брата Ивана Алексеевича — Анна, Екатерина и Прасковья. Анна занимала в это время герцогский трон в Курляндии, Екатерина была герцогиней в Мекленбурге, а Прасковья жила в Москве, не будучи замужем. В-четвертых, — венчанная императорской короной Екатерина Алексеевна.
Через три часа после смерти Петра в соседней зале собрались сенаторы, члены Святейшего Синода и генералитет — генералы и адмиралы всех рангов и статские чины от действительных статских советников до канцлера. Они собрались по собственному почину, как только узнали о смерти императора. Однако когда все пришли в соседний с конторкой зал, там уже были офицеры обоих гвардейских полков, стоявшие тесной группой в одном из углов зала.
Споры о праве на опустевший трон развернулись мгновенно. Каждый из сановников так или иначе выражал свои симпатии и антипатии, но офицеры хранили молчание. Когда же П. А. Толстой первым высказался в пользу императрицы, гвардейцы дружно его поддержали.
Противники Екатерины зароптали, но присутствовавший в зале подполковник Преображенского полка Иван Бутурлин подошел к окну, толкнул раму и махнул рукой. Через распахнутое окно в зал донесся барабанный бой…
Этот аргумент, оказавшийся самым веским, перечеркнул все соображения сановников о преимуществах родства и права любого из возможных претендентов на трон. Немаловажным было и то, что вторым подполковником преображенцев был Светлейший князь и генералиссимус всех Российских войск Александр Данилович Меншиков, в чьих симпатиях к Екатерине никто из присутствующих не сомневался.
В тесную конторку, где умер Петр, с трудом протиснули огромный гроб размером в косую сажень (русская мера длины — косая сажень — равнялась 216 см), разворачивая и наклоняя его во все стороны. Сорок дней прощался с забальзамированным телом императора весь Петербург, сановники, духовенство и купцы из Москвы и ближних к новой столице городов.
А через три недели после смерти Петра, 22 февраля, умерла младшая из его дочерей — шестилетняя Наталья, и в Зимнем дворце стало еще одним гробом больше.
При подготовке церемонии похорон выяснилось, что гроб с телом императора не проходит в дверь, и тогда по приказу главного распорядителя похорон генерал-фельдцейхмейстера, сенатора и кавалера, графа Якова Брюса в дверь превратили одно из окон, а к окну снизу возвели просторный помост, с обеих сторон которого шли широкие лестницы, задрапированные черным сукном.
…В полдень 10 марта 1725 года три пушечных выстрела известили о начале похорон императора. Мимо выстроившихся вдоль берега Невы полков гроб Петра снесли по лестнице на набережную, и восьмерка лошадей, покрытых попонами из черного бархата, провезла гроб к причалам главной пристани, а оттуда на специально сооруженный на льду Невы деревянный помост, ведущий к Петропавловской крепости.
За гробом несли более тридцати знамен. И первыми из них были: желтый штандарт Российского флота, черное с золотым двуглавым орлом императорское знамя и белый флаг Петра с изображенной на нем эмблемой — стальным резцом скульптора, вырубающим из камня еще не завершенную статую.
А перед этой знаменной группой шли члены семьи покойного и два «первейших сенатора». Порядок, в каком следовали они за гробом, о многом говорил и сановникам, и иностранным дипломатам, ибо он, этот порядок, точно отражал расстановку сил и значение каждого из этих людей при дворе.
Первой шла теперь уже вдовствующая императрица Екатерина Алексеевна. С обеих сторон ее поддерживали фельдмаршал и светлейший князь Меншиков и великий канцлер, граф Головкин.