Император Петр II тоже не бездействовал. Удалось добиться заверений верности и признания от большинства важных лиц государства, промышленников и купцов, большей части "нового дворянства" - людей, возвысившихся при Петре I. В Петербурге собирались верные правительству войска, часть была сразу же отправлена в Тверь, гарнизон которой выказал лояльность новому императору. На Левобережье и Дон отправились гонцы с обещаниями даров в случае их поддержки, и наказаний в случае перехода на сторону Петра Алексеевича. В середине марта, как только удалось собрать 20 тысяч человек, полностью верных императору, Петр II в последний раз попробовал решить дело миром и послал гонцов в Москву с предложением амнистии, если бунтовщики сложат оружие. Боярская знать отказалась, и вместо ответа двинулась к Твери и осадила город. Местный гарнизон под началом полковника Митрофана Гаврилова отказывался сдаваться и упорно удерживал город. Получив известие об этом, император тут же вышел в поход во главе армии. Подавление мятежа было для него делом важным и личным, и кроме того, он считал недостойным вариант отсиживаться в Петербурге, пока вопрос престолонаследия за него решают другие. Оставив государственные дела на Меншикова, Петр II устремился на войну.
Узнав о подходе большой императорской армии, Дмитрий Голицын, возглавлявший армию, снял осаду и отвел свои войска к Клину. Он прекрасно понимал, что в его распоряжении имелись лишь второсортные части, и атаковать регулярную армию Петра ему не с руки, потому у Клина началась постройка укреплений, и мятежники изготовились к оборонительному сражению. Однако Петр и сам не спешил наступать, расположившись прямо на Петербуржском тракте лагерем и преградив дальнейший путь Голицыну на столицу. "Стояние у Клина" длилось 21 день, и обе стороны развили лихорадочную деятельность, пытаясь переманить как можно больше войск и союзников на свою сторону. Голицын успеха не добился, но с другой стороны к Москве уже подходили малороссийские и донские казаки, которые вроде как поддерживали Петра Алексеевича. Их подход склонил бы чашу весов на сторону мятежников. Император Петр II же всячески сеял среди мятежников пацифистские настроения, действуя подкупом офицеров и распространяя призывы к сдаче. Он клялся, что не имеет никаких претензий к рядовым участникам мятежа, что их обманули, и единственные, к кому у него есть претензии - так это высокородные бояре, которые решили "повергнуть государство в Смуту". А 28 апреля к лагерю Голицына подошли казачьи войска, окружили его - и мгновенно стало ясно, что они верны вовсе не Петру Алексеевичу, а Петру Петровичу. К утру 29 апреля от его армии практически никого не осталось - большая ее часть перешла на сторону царя, и тот полностью подтвердил свои слова, помиловав их и включив в свою армию. Днем Голицын с остатками своих войск был вынужден капитулировать. Его вместе с приближенными взяли под стражу, и императорская армия двинулась к Москве.
А в Москве тем временем царила паника. Из-за перехода казаков на сторону Петра Петровича город фактически оказался отрезан от прочего мира, казаки контролировали все дороги, хоть и не мешали движению обывателей. Царевич Петр Алексеевич попытался было бежать, но карету с ним остановили и отправили навстречу к императору. Когда армия лоялистов вступила в Москву, ее возглавлял сам царь. Войскам было строго приказано не предпринимать враждебных действий. Василий Долгоруков с остатками войск и прочими мятежниками попытался было отсидеться в Кремле, но гарнизон открыл царским войскам ворота, и всех зачинщиков бунта арестовали. Группа бунтовщиков попыталась было покинуть город под видом торговцев, но также была раскрыта и арестована. Мятеж закончился практически бескровно - убитыми и ранеными числились чуть более трех сотен человек за время осады Твери да во время редких стычек патрулей между двумя лагерями у Клина.