На судне Алексея Николаевича вместе с дядькой Нагорным закрыли в каюте, запретив даже выходить в уборную. Часовой без разговоров сунул в руки дядьке ведро. Вечером разрешили посетить больного ребенка только доктору Деревенко. На палубе пели и плясали пьяные красноармейцы. Их голоса достигали кают, в которых закрыли арестованных. Именно в этот момент Алексей Николаевич вдруг сказал: «Я знаю, они убьют нас. Только бы не очень мучили». 23 (10) мая матрос Нагорный на руках внес Алексея Николаевича в дом Ипатьева в Екатеринбурге, вместе с ними вошли три цесаревны и несколько слуг. Встреча четырех царских детей с родителями и сестрой стала по-настоящему радостной, семья воссоединилась, они были счастливы. В дневнике в этот день Государь написал: «Утром нам в течение одного часа последовательно объявляли, что дети в нескольких часах от города, затем, что они приехали на станцию, и, наконец, что они прибыли к дому, хотя их поезд стоял здесь с 2 час. ночи! Огромная радость была увидеть их снова и обнять после четырехнедельной разлуки и неопределенности.
Взаимным расспросам и ответам не было конца. Очень мало писем дошло до них и от них. Много они, бедные, перетерпели нравственного страдания и в Тобольске, и в течение трехдневного пути. За ночь выпал снег и лежал целый день. Из всех прибывших с ними впустили только повара Харитонова и племянника Седнёва. Днем вышли минут на 20 в сад – было холодно и отчаянно грязно. До ночи ожидали привоза с вокзала кроватей и нужных вещей, но напрасно, и всем дочерям пришлось спать на полу. Алексей ночевал на койке Марии. Вечером, как нарочно, он ушиб себе колено и всю ночь сильно страдал и мешал нам спать».
Накопившаяся после дороги усталость плюс ушиб колена – цесаревич несколько дней вновь страдал от боли. Приступ, который начался в Тобольске и, казалось, отступил, в Екатеринбурге вернулся с новой силой. Родные, измотанные несчастьями, сочувствовали Алексею Николаевичу, терпеливо ухаживали за ним, и все же и у них накапливалась усталость от его непрекращающихся страданий. Больного навестил доктор Деревенко, с ним вместе пришел незнакомый человек, одетый во все черное. Государь в дневнике записал, что все подумали, что незнакомец тоже врач, так профессионально он себя вел. Позже Царская семья узнала – вместе с доктором Деревенко приходил осматривать цесаревича чекист Я.М. Юровский, который в свое время служил в армии фельдшером.
Первую неделю после приезда в Екатеринбург цесаревич страдал от сильных болей в колене, однако постепенно спокойные периоды между промежутками боли стали увеличиваться, и доктор Деревенко смог сделать больному гипсовую повязку, после чего Алексею Николаевичу стало лучше. В начале июня цесаревич больше не страдал от болей, но по-прежнему все время проводил в постели. И это было обидно и досадно, потому что погода стояла хорошая, жаркая, в душном доме никому находиться не хотелось, на прогулки все выходили с большим удовольствием. И только Алексей Николаевич вынужденно оставался в своей комнате.
Наконец, 18 (5) июня цесаревич впервые смог подышать свежим воздухом в саду. Его вынесли на улицу на руках. Вместе с матерью и сестрой Татьяной Николаевной он провел полтора часа на открытом воздухе. Для него это стало необыкновенной радостью, первый раз цесаревич увидел небольшой сад у дома Ипатьева – цветущие деревья, траву под ними, высокий дощатый забор вокруг, сараи в глубине двора. Начавшееся лето мало что изменило в жизни цесаревича, он по-прежнему не мог ходить, хотя опухоль на колене и спала. Алексея Николаевича носил на руках дядька матрос Нагорный, а когда его не оказывалось под рукой, то цесаревна Мария Николаевна, самая крепкая из сестер. В один из дней, когда цесаревич не очень хорошо себя чувствовал и лежал в постели, а остальные члены Царской семьи отправились на прогулку, в комнату к нему неожиданно вошли два охранника. Не обращая внимания на Алексея Николаевича, они, увидев небольшую икону Божьей Матери, которая висела на золотой цепочке на спинке кровати, стали отрывать ее, радуясь, что нашли золото. Это была икона, с которой цесаревич никогда не расставался, он с молитвой сжимал ее в руках во время приступов. В это время в комнату вбежал матрос Нагорный, возмутившись, он икону с цепочкой у охранников отнял. Завязалась драка. На помощь дядьке пришел лакей Седнёв. Нагорный успел отдать икону цесаревичу, прежде чем привлеченные шумом прибежали другие красноармейцы. Они скрутили и увели двух верных защитников Царской семьи. Цесаревич не узнал, что арестованных Нагорного и Седнёва через несколько дней расстреляли. Он до конца ждал возвращения верного дядьки, к которому очень привязался за время жизни под арестом.