Разобравшись по ранжиру, роты гвардейцев с трепетом целовали Святой крест, подносимый каждому рядовому архиепископом Новгородским, и это была присяга в верности службы императрице Екатерине. День соответствовал значимости события, небо было безоблачным, и ярко, будто желая, чтобы все увидели торжество немецкой принцессы, светило солнце. Державин вспоминает, что нескончаемым потоком приходили во дворец армейские полки и, присягнув, примыкали к полкам гвардии, «занимая места по улицам Морским и прочим», даже до отдаленного района Петербурга — Коломны.
Завершив триумфальный объезд казарм, где Екатерина каждый раз встречала восторженный прием, она прибыла в Зимний дворец. Ее верная подруга и соратница Екатерина Дашкова, узнав о происходящем в столице, надела парадное платье и поспешила присоединиться к императрице. В карете она подъехала к площади перед дворцом, заполненной гвардейцами, многие из которых уже успели переодеться в невесть как сохраненную форму петровского образца, скинув ненавистную прусскую амуницию, и армейскими полками. «Я хотела пересечь площадь, — вспоминала Екатерина Романовна, — некоторые офицеры и солдаты меня узнали, подняли и понесли над толпой». Остановились они только перед покоями Екатерины. Измятое платье, растрепанная прическа, румянец на щеках и горящие глаза — такой предстала перед императрицей Дашкова. Они бросились в объятия друг к другу, повторяя: «Слава Богу! Слава Богу! Слава Богу!» Это все, что они могли сказать. Когда спало волнение, императрица рассказа о своем побеге из Петергофа и о том, с каким восторгом ее встречали полки, а Дашкова посетовала, что не могла приехать сразу, так как не был готов ее мужской костюм.
Прибытие юного наследника Павла Петровича, доставленного во дворец прямо в ночной рубашке, было встречено радостными криками толпы, проникшими в покои сквозь растворенные окна. По приказу Екатерины все двери во дворец открыты: каждый может приблизиться к своей императрице. Члены Священного синода, сенаторы, высшие сановники, придворные вельможи, послы, купцы, горожане — все спешат выразить свои верноподданнические чувства, поздравить ее величество, коснуться края одежды. В течение нескольких часов Екатерина, во всем блеске своего обаяния, радостная и сияющая, принимает поздравления высокопоставленных лиц и простолюдинов. Время от времени она отдает вполголоса распоряжения своим верным сторонникам: проследить, чтобы известие о перевороте как можно позже достигло Петра III, перекрыть все въезды в город и дорогу на Ораниенбаум, послать сообщение о смене власти в полки, стоявшие в окрестностях столицы, и на базу военно-морского флота в Кронштадт, вернуть из Нарвы войска, отправленные в Данию, во избежание беспорядков строго контролировать раздачу спиртного… Все происходившее до мельчайших подробностей контролировалось Екатериной, все решения принимались ею, она теперь глава государства. На улице тем временем огласили манифест, отпечатанный ночью. В нем императрица объявляла причины, толкнувшие ее на такие решительные действия, только они и могли спасти Россию от уничтожения православной веры, порабощения славы российского оружия после заключения мира с Пруссией, нарушения «внутренних порядков». «Того ради, убеждены будучи всех наших верноподданных таковою опасностью, — объявляла Екатерина II, — принуждены были, приняв Бога и его правосудие себе в помощь, а особливо видев к тому желание всех наших верноподданных явное и нелицемерное, вступили на престол наш всероссийский и самодержавный, в чем и все наши верноподданные присягу нам торжественно учинили».
В это время ничего не подозревающий Петр III в сопровождении своей любовницы Елизаветы Воронцовой, придворных кавалеров и дам в парадных туалетах приезжает из Ораниенбаума в Петергоф. Остановившись у павильона Монплезир, где он ожидал найти свою супругу, облаченную для встречи с ним в парадное платье, Петр поражается тишине, которая его пугает. Двери и окна закрыты, не видно суетящихся слуг, никто не спешит проводить императора в покои. Наконец подходит офицер охраны и сообщает: «Дом пуст. На рассвете императрица бежала». Петр с криками «Катерина, Катерина!» вбегает в комнаты, словно желая отыскать в пустом доме обманувшую его супругу, пробегает через зимний сад, китайский кабинет, приемную, оттуда в музыкальный салон — ее нет, это не шутка, она не прячется от него, как бывало во времена их отрочества. Канцлер Михаил Воронцов сообщает Петру III о сведениях, только что полученных от тайного агента в Петербурге: Екатерина провозглашена императрицей. Петр не находит в себе сил сопротивляться, не готов сражаться, не хочет выступать с голштинским войском на столицу; он сломлен.