Публично засвидетельствовав истинность «Дмитрия», В. Шуйский тут же отправился в ставку самозванца в Тулу, чтобы лично продемонстрировать свою преданность. Лжедмитрий охотно принял знатного боярина, слегка попеняв ему за недоверие прежде. Ему нужна была поддержка влиятельных людей страны. В благодарность в Совете светских лиц (новой Боярской думе) Шуйские, как и прежде, заняли одни из первых позиций: Василий и Дмитрий — второй и третий. Боярство получил и их самый младший брат Иван — он на 13-м месте. Еще одного их брата, Александра, в списках нет — видимо, он умер. Их главные противники в борьбе за ведущие места — князья М. П. Каты-рев и С. А. Волосский — оказались на дальних воеводствах (соответственно в Новгороде и Казани). Но в ближнее окружение самозваного царя Шуйские не вошли. Там прочно обосновались путивльский боярин В. М. Мосальский, П. Ф. Басманов, мнимые родственники Нагие, братья Бунинские и даже юный племянник Василия М. В. Скопин-Шуйский, получивший должность великого мечника, которой ранее при дворе не было. Михаил Скопин оказался настолько близок лжецарю, что тот отправил его в монастырь за своей мнимой матерью Марфой Нагой. Для Шуйских возвышение племянника стало особенно неприятным, поскольку он принадлежал к старший ветви рода и со временем мог потеснить их самих.
Словом, все эти обстоятельства заставили честолюбивого и теперь уже коварного князя Василия начать подготовку заговора с целью свержения самозванца. Он надеялся, что вряд ли кто-нибудь из представителей знати всерьез верил в истинность царевича и намеревался служить безродному проходимцу. Однако, на первый раз, заговорщик просчитался. Многие сочли для себя выгодным быть членами двора щедрого и достаточно легкомысленного Гришки Отрепьева. Ведь при любом другом монархе карьера не самых знатных дворян была бы не столь успешной. В итоге о преступных замыслах В. И. Шуйского стало известно П. Ф. Басманову, который, желая выслужиться, обо всем доложил лжецарю и его надежным сторонникам. Было решено публично покарать всех заговорщиков. Уже 22 июня начались аресты и допросы под пытками. Схвачен был и главный зачинщик крамолы — князь Василий с братьями.
Дело заговорщиков было поручено разбирать достаточно представительному Земскому собору. В его работе приняли участие Совет духовных лиц, Боярская дума и выборные горожане. Предполагалось, что такой собор должен достаточно объективно оценить вину тех, кто покушался на жизнь «царя Дмитрия». 23 июня на заседании с обличением неправд Шуйского выступил сам лжецарь. По оценке современников, он говорил с таким умом и искусством, что привел всех в изумление. После этого все присутствующие решили, что князь — крамольник и его сообщники достойны смерти. Нам неизвестно, о чем думал Василий в ночь перед казнью. Вероятно, просил Бога сотворить чудо и продлить его жизнь для новой борьбы с самозванцем. Но, может быть, он просил своих тайных сторонников вымолить для себя прощение у Лжедмитрия. Ведь умирать с позором, хотя и за правое дело, никому не хотелось.
25 июня князя Василия Ивановича вывели на Красную площадь, где уже была сооружена плаха. Во избежание беспорядков ее окружала стража из 8 000 стрельцов во главе с П. Ф. Басмановым, назначенным за свою преданность главой Стрелецкого приказа. Действительно, поглазеть на казнь самого знатного князя Рюриковича собрались тысячи москвичей. Некоторые даже сочувствовали Шуйскому, полагая, что тот лучше всех знает истину о Дмитрии. Басманов зачитал обвинительный приговор, закончив его такими словами: «Наш царь милостив и никого не велит казнить зря. Шуйский же — предатель и изменник, замысливший возмутить всю землю». После этого к князю подошел палач и велел раздеться до пояса. Снимая парчовый кафтан и боярскую шапку, Василий наконец-то осознал, что его рано поседевшая голова сейчас покатится под ноги палача. Со слезами на глазах стал он прощаться с москвичами, публично каяться и просить прощения за грехи. Князь тянул время и надеялся на спасение. Ведь тайные сторонники обещали ему помочь. Действительно, когда палач потребовал, чтобы князь положил голову на плаху, из ворот Кремля не спеша выехал дьяк с указом о помиловании. Спектакль был разыгран исключительно мастерски! Несомненно, что в лице Гришки Отрепьева погиб гениальный актер и режиссер. Устрашенный Шуйский упал на колени и воздал хвалу Богу и «царю Дмитрию». Народ ликовал и с восторгом вопил: «О сколь милостивого царя даровал нам Бог! Ведь он милует даже своих изменников, желавших лишить его жизни!» Несомненно, что многие из окружения лжецаря посоветовали ему не начинать царствование с казни одного из наиболее именитых бояр. Ведь это произвело бы самое негативное впечатление и на подданных, и на иностранных монархов, поскольку слухи о его неистинности продолжали будоражить общественность.