Surmaotsuse täidesaatmiseni anti kolmetunnine armuaeg, kus tsaar oma viimaseid soovisid võis korraldada. Nikolai võttis oma surmaotsuse täiesti rahulikult vastu. Pärast seda viidi ta oma kambrisse tagasi.
Hukkamine pidi sündima kell 9 hommikul. Oma toas langes endine keiser jõuetult toolile. Mõne minuti järele nõudis ta preestrit, kes kohe ilmus. Pärast seda kui tsaar kõiki säälolejaid oli jumalaga jätnud, jäi ta preestriga kahekesi koospalvetamiseks. Siis kirjutas ta mõnengased kirjad.
Kell 9 hommikul viidi ta täidesaatmise kohale. Tsaar katsus püsti seista, kuid ei suutnud seesmise ehmatuse pärast, nii et preester ja üks soldat teda aitama pidid.
Väsinult sammus ta trepilt alla. Et vaevalt püsti jaksas seista, toetas ta end hukkamisekohal ühe posti najale. Viimasel hetkel üritas keiser veel midagi ütelda või hüüda ja tõstis käed üles. Siis kostis aga kogupauk ja endine vägeva riigi monarh langes surnult maha.