После этого царь и царица отправились в Успенский собор, где должно было происходить собственно венчание. Спустившись «сенми да лесницею, что у Грановитой палаты», царь сел верхом на специально приведенного из государевой конюшни аргамака — дорогого коня, а государыня устроилась в сани. Аргамака подводили к царю боярин и конюший (главный дворцовый чин) князь Борис Михайлович Лыков, и ясельничий Богдан Матвеевич Глебов. Впереди царя ехали поезжане во главе с кравчим Василием Яншеевичем Сулешевым; всего поезжан было сорок человек, в основном молодые стольники, дети знати, в том числе Борис Иванович и Глеб Иванович Морозовы, а также «дворяне большие». За поезжанами шли дружки и тысяцкий князь Иван Борисович Черкасский «мало поперед государя». Боярин князь Борис Михайлович Лыков во время следования процессии «площадью» шел пешком рядом с царем. За санями «царевны» назначены были идти «дворяне московские сверсные»; из двадцати трех человек шестеро принадлежали к роду Стрешневых — это были дядя и другие родственники царицы, сумевшие в будущем извлечь достаточно выгоды из родства с государем. Царицыны дети боярские (чин служилых людей) в это время смотрели, «чтоб никто меж государя и государыни пути не переходил».
В Успенский собор царь и царица вошли «в сторонные двери, что от Архангела» (то есть в ближние к Архангельскому собору). В самом соборе царские шатерничие приготовили места, на которые царь и царица должны были сесть после совершения обряда: «а у левого у столба поставлено было скамейка, на скамье послан был ковер кизылбаской золотой, да положены два зголовья, бархат червчет с золотом в один цвет». Михаил Федорович и Евдокия Лукьяновна встали «близко царских дверей, на том месте, где стоял анбон (амвон. —
В «Дворцовых разрядах» содержится масса разных деталей обряда царской свадьбы, последовавшей за венчанием. В частности, подробно расписано в них убранство сенника, в котором молодые провели первую брачную ночь. За всеми деталями устройства царской постели («тридевять снопов ржаных, на верх того семь перин…» и т. д.) наблюдали боярин Федор Иванович Шереметев, окольничий Лев Иванович Долматов-Карпов (тоже из ближней родни Романовых) и отец царицы Лукьян Степанович Стрешнев. На этой свадьбе у Федора Ивановича Шереметева уже не было разговоров о «недружбе», как с отцом несчастной Марии Долгоруковой.
Когда для новобрачных закончился праздничный стол, большой царский дружка приготовил для царя и царицы «куря верченое», то есть завернул в скатерть курицу «с блюдом и с перепечею и с солонкою» и отнес в сенник. От составителя разрядов не ускользнула и такая деталь: царь Михаил Федорович, «из-за стола встав, шел к сеннику… взяв ее государыню за руку». Молодых провожали до дверей сенника боярин Иван Никитич Романов, произнесший им напутственное слово, а также боярин и боярыни сидячие, князь Иван Иванович Шуйский с товарищами. После того как царь Михаил и царица Евдокия остались в сеннике, пир в Грановитой палате продолжился.