Заговорщики следили за каждым шагом самозванца и каждое его распоряжение обращали против него самого. 12–13 мая Лжедмитрий велел вывезти за крепостные ворота пушки и приготовить крепость, чтобы потешить гостей пушечной стрельбой и военными играми. Заговорщики тотчас распустили слух, будто на играх «литва» готовится перебить бояр. Боярская агитация имела успех. Вечером 14 мая волнения в городе возобновились. Заговорщики призвали к оружию всех своих сторонников. Но войска Лжедмитрия своевременно приготовились к отпору. В последний момент Шуйские и Голицыны пошли на попятную и отменили приказ о выступлении. На другой день царь по совету Басманова и Мнишков распорядился взять под стражу нескольких человек. Охрана Кремля получила приказ не церемониться с подозрительными. В ночь на 16 мая трое неизвестных, прокравшихся в Кремль, были убиты на месте, трое других замучены на пытке.
После переворота по всей Москве рассказывали, как дьяк Тимофей Осипов решил пострадать за православие и, явившись во дворец, в лицо обличил царя как еретика и самозванца. Эту легенду, призванную освятить мятеж авторитетом человека почти что святой жизни, сочинили сами заговорщики. По словам Маржерета, Осипова схватили после того, как раскрылись тайные замыслы мятежников. Дьяка пытали в присутствии Басманова. Осипов понимал, что выбраться живым из застенка ему не удастся, и проявлял редкую стойкость.
Подвешенный на дыбу, он не переставая твердил, что на троне сидит проклятый еретик Гришка Отрепьев.
В руках властей оказался человек, посвященный во все тайны заговора. Медлить дальше было нельзя.
Наступил день 17 мая. По обыкновению Отрепьев встал на заре. Басманов, ночевавший во внутренних покоях, доложил, что ночь прошла спокойно. На Красном крыльце государя поджидал дьяк Афанасий Власьев. Поговорив с ним, Лжедмитрий ушел в покои, не заметив ничего подозрительного.
Между тем толпа заговорщиков – до 200 вооруженных дворян – уже двигалась к Кремлю. Бояре приурочили свои действия к моменту, когда во дворце происходила смена караула. Командир первой роты копейщиков Яков Маржерет был болен и не явился во дворец. По слухам, он примкнул к заговору и сам приказал отвести от царских покоев внешнюю охрану. Во внутренних помещениях осталось не более 30 гвардейцев. Стрельцы, караулившие Фроловские ворота, знали в лицо Василия Шуйского и Голицына. Они не выказали тревоги при их приближении. Нападение заговорщиков застало стрельцов врасплох. Они бежали, не оказав сопротивления. Завладев воротами, Шуйский и Голицын велели бить в колокола, чтобы поднять на ноги посад. Не полагаясь на сообщников, Василий Шуйский во весь опор поскакал через Красную площадь к торговым рядам. Горожане спозаранку спешили за покупками, и на рынке собралась уже немалая толпа. По приказу Шуйского ударили в набат в Ильинской церкви. Заслышав набат, Лжедмитрий послал Басманова спросить, что значит этот шум. Дмитрий Шуйский и другие бояре, с утра не спускавшие глаз с самозванца, отвечали ему, что в городе, верно, начался пожар.
Между тем звон нарастал, разливаясь по всему городу. Раздавались крики: «Горит Кремль! В Кремль, в Кремль!» Горожане со всех сторон спешили на Красную площадь. Шум поднял на ноги не одних только противников самозванца. Схвативши оружие, ко дворцу бросилась «литва». Роты, стоявшие поблизости от Кремля, выступили в боевом порядке с развернутыми знаменами. Лихая атака еще могла выручить самозванца из беды. Но бояре успели предупредить опасность. Они обратились к народу, призывая его бить поганых «латынян» и постоять за православную веру. С площади во все стороны поскакали гонцы, кричавшие во всю глотку: «Братья, поляки хотят убить царя и бояр, не пускайте их в Кремль!» Призывы бояр пали на подготовленную почву. Толпа бросилась на шляхтичей и их челядь. Улицы, ведущие к Кремлю, были завалены бревнами и рогатками. Разбушевавшаяся стихия парализовала попытки «литвы» оказать помощь гибнущему Лжедмитрию. Наемные роты свернули знамена и отступили в свои казармы.
На площади перед дворцом дело близилось к развязке. Лжедмитрий, напуганный шумом, вторично выслал Басманова из покоев. Вернувшись, тот сообщил, что толпа требует к себе царя. Самозванец не отважился выйти на крыльцо. С бердышом в руках он высунулся в окно и, потрясая оружием, крикнул: «Я вам не Борис!» С площади в окно несколько раз выстрелили, и он поспешно отошел от окна.