Шум разбудил Димитрия, спавшего во дворце с Мариной. В соседней комнате царские покои охранял Петр Басманов. Димитрий крикнул ему: «Что там случилось?» Кто-то из дворцовых служителей заорал: «Пожар!» Димитрий на время успокоился. Но крики все усиливались. Басманов вышел на крыльцо и увидел разъяренную толпу. Царского любимца встретили ругательствами и криком: «Выдай самозванца!» Басманов бросился во дворец, приказал страже не впускать ни одного человека, а сам в отчаянии прибежал к царю, крича: «Ахти мне! Ты сам виноват, государь! Все не верил, вся Москва собралась на тебя».
Немецкие наемники, охранявшие дворец, растерялись, что позволило одному из нападавших, дьяку Тимофею Осипову, ворваться в царскую спальню. Согласно позднейшим летописям, Осипов, известный своей праведной жизнью, пришел обличать самозванца. На самом деле он явно хотел покончить с расстригой. Но Басманов опередил дьяка и разрубил ему саблей голову. Труп в спальне, естественно, не импонировал Марине, и она приказала выкинуть его из окна. Осипова хорошо знали и любили в городе. Вид его окровавленного тела разгневал толпу, и она пошла на штурм дворца.
Басманов и Димитрий с саблями наголо встали в дверях. Царь истерично кричал: «Я вам не Годунов!» Тут думный дворянин Михаил Татищев изловчился и длинным ножом ударил Басманова. Отрепьев, стоявший за спиной Басманова, обратился в бегство. Дело происходило в новом деревянном дворце, и Отрепьев решил укрыться в большом каменном дворце. Между обоими дворцами находились подмостки, устроенные для театральных представлений по случаю царской свадьбы. Перепрыгивая через подмостки, Отрепьев оступился, упал с высоты нескольких метров и вывихнул ногу. Стрельцы, стоявшие недалеко на карауле, услыхали стоны раненого, узнали царя, облили его водой и перенесли на каменный фундамент сломанного годуновского дома. Придя в себя, Отрепьев стал уговаривать стрельцов встать на его сторону, обещая им в награду жен и имения изменников-бояр. Стрельцам понравилось это обещание, они внесли Отрепьева обратно во дворец, уже опустошенный и разграбленный. В передней Димитрий увидел своих верных алебардщиков, стоявших без оружия и с поникшими головами, и заплакал. Когда заговорщики захотели приблизиться к Отрепьеву, стрельцы открыли огонь из пищалей.
Наступил критический момент восстания. Однако Василий Шуйский нашел выход. Он предложил напугать стрельцов расправой над их семьями. Ведь московские стрельцы в отличие от веселых мушкетеров Людовика XIII не были сорви-головами и искателями приключений, а превратились в благополучных мещан, обросших семьями, огородами, многие занимались ремеслами и торговлей. Заговорщики закричали: «Пойдем в Стрелецкую слободу, истребим их жен и детей, если они не хотят нам выдать изменника, плута, обманщика». Понятно, что для стрельцов это была страшная угроза, и они вступили в переговоры с нападавшими. Сошлись на компромиссе: «Спросим царицу: если она скажет, что это прямой ее сын, то мы все за него помрем. Если же скажет, что он ей не сын, то Бог в нем волен».
В ожидании ответа от Марфы заговорщики с ругательствами и рукоприкладством спрашивали Лжедмитрия: «Кто ты? Кто твой отец? Откуда ты родом?» Он отвечал: «Вы все знаете, что я царь ваш, сын Ивана Васильевича. Спросите обо мне мать мою или выведите меня на Лобное место и дайте объясниться».
Тут явился князь Иван Васильевич Голицын и сказал, что он был у царицы Марфы, и она ответила, что сын ее убит в Угличе, а это самозванец. Народу эти слова передали, добавив, что сам Димитрий признался в своем самозванстве и что Нагие подтверждают показания Марфы. Тогда отовсюду послышались крики: «Бей его! Руби его!» Из толпы выскочил боярский сын Григорий Валуев и выстрелил в Димитрия, приговаривая: «Что толковать с еретиком. Вот я благословлю польского свистуна!» Остальные порубили труп и бросили его на тело Басманова со словами: «Ты любил его живого, не расставайся и с мертвым». Затем трупы раздели и поволокли через Спасские ворота на Красную площадь. Поравнявшись с Воскресенским монастырем, толпа остановилась, чтобы спросить у Марфы: «Твой ли это сын?» Та ответила: «Вы бы спрашивали меня об этом, когда он был еще жив, теперь он уже, разумеется, не мой».
Итак, Шуйский в ночь на 17 мая 1606 г. возглавил переворот. Надо сказать, что операция была проведена вполне грамотно. Заметим, что Василию Ивановичу потребовалось куда больше ума и хладнокровия после убийства самозванца, нежели на начальной стадии переворота. Шуйский всеми силами хотел избежать конфликта с Польшей, поэтому его первоочередной задачей было спасение Марины Мнишек и ее фрейлин, а главное, польских послов.