На похоронах царя Федора разыгралась тяжелая сцена: вопреки русскому придворному этикету царевна Софья явилась на отпевание брата и повела себя странно. У гроба покойного царя она плакала, причитала, уверяя, что Федор отравлен злодеями, которые изведут и ее, и братца Иоанна. Ломая руки, царевна просила отпустить детей Марьи Ильиничны Милославской в другие страны, где они могли бы найти защиту от убийц. Одновременно с этим в стрелецких слободах сторонники Софьи и Милославских усиленно распускали самые невероятные слухи, виня Нарышкиных во всех бедах страны и царской семьи. Свою лепту в разжигание страстей внесли сторонники «старой веры», которых было немало среди московских стрельцов. У них имелся свой «зуб» на власть: при царе Федоре гонения на раскольников возобновились с новой силой и были казнены протопоп Аввакум и его ближайшие сподвижники.
Решительные действия заговорщиков начались с того, что утром 15 мая 1682 года стольник Петр Толстой и еще несколько дворян из клана Милославских, прискакав в стрелецкие слободы, принесли ложную весть о том, что старшие братья царицы Натальи, Афанасий и Иван Нарышкины, задушили царевича Иоанна. Этого хватило, чтобы стрельцы всех полков, с пушками и знаменами, пошли в Москву. К ним присоединилась городская чернь, барские холопы, и вся эта кипевшая злобной яростью толпа, насчитывавшая до 20 тысяч человек, ворвалась в Кремль.
Зная, что в Москве неспокойно, Наталья Кирилловна обратилась за помощью к Матвееву, только 11 мая вернувшемуся в Москву. Старый боярин не побоялся явиться в Кремль вместе со своим единственным сыном. Когда собравшиеся у дворца стрельцы стали требовать выдачи людей по спискам, составленным ими заранее, Матвеев предпринял отчаянно отважную попытку остановить бунт. Дабы опровергнуть слух об убийстве царевича Иоанна, Артамон Сергеевич вынес его и царя Петра на руках и показал с дворцового Красного крыльца народу. Он заговорил со стрельцами, найдя нужные слова, чтобы утихомирить страсти, и, когда, казалось, настроения толпы переменились, с того же крыльца заговорил вышедший вместе с Матвеевым боярин князь Михаил Юрьевич Долгоруков. Он не стал увещевать стрельцов, а прикрикнул на них, приказав расходиться и грозя карами.
Начавшие было после речей Матвеева успокаиваться, услышав слова Долгорукова, стрельцы вновь пришли в ярость и, подталкиваемые подстрекателями, засланными в их среду Милославскими, бросились на царедворцев. Долгорукова и Матвеева сбросили вниз, прямо на подставленные стрелецкие пики, их уже мертвых рубили саблями и топтали.
После этого стрельцы и примкнувшие к ним горожане кинулись искать Нарышкиных и всех тех, кого Милославские занесли в списки. Поощряя их, подстрекатели бунта выкатили из подвалов несколько огромных бочек вина, которым угощались все желающие. В руки пьяных мятежников из ближайшей родни Натальи Кирилловны попал лишь ее брат Афанасий Нарышкин, спрятавшийся под престолом в алтаре церкви Воскресения Христова, — его убежище указал стрельцам дворцовый карлик. Боярина выволокли из церкви на улицу и тут же убили. Языкова нашли в церкви Николы на Хлынове и тоже изрубили в куски. Еще несколько бояр погибли, просто «попав под горячую руку».
Особенно усердно стрельцы искали Ивана Нарышкина, о котором Милославские распускали слухи, что якобы он мерил шапку Мономаха и другие царские регалии, приложил руку к отравлению царя Федора и намеревается убить царевича Иоанна, который хоть и спасся, но все еще находится в большой опасности. Но Иван вместе с отцом, старым воеводой Кириллом Полиектовичем Нарышкиным, и остальными братьями спрятался в тереме своей племянницы, младшей сестры царя Петра Алексеевича — царевны Натальи Алексеевны. В том же тереме, куда стрельцы не догадались явиться с обыском, укрылись несколько близких к ним людей, в их числе и сын боярина Матвеева Андрей Артамонович, вернувшийся с отцом из ссылки. Ночью, когда мятежники ушли из Кремля, из убежища в тереме царевны Натальи Алексеевны Нарышкины и младший Матвеев тайком перебрались в покои вдовы царя Федора, царицы Марфы, где их также искать не стали.
