Когда часы пробили десять раз, из тумана показался траурный поезд, который медленно приближался к станции. Поезд остановился, и из него вышел молодой государь в мундире Преображенского полка с полковничьими погонами, затянутыми флером, за ним — государыня императрица Мария Федоровна. Густая черная вуаль скрывала ее бледное лицо и опухшие заплаканные глаза. Рядом были дети, невеста молодого государя Аликс и ее сестра, великий князь Алексей Александрович, великий князь Александр Михайлович, прибывшая этим же поездом из Крыма великая княгиня Ольга Константиновна (королева Греции) и другие члены императорской семьи. Великий князь Сергей Александрович с великой княгиней Елизаветой Федоровной приехали несколько ранее.
Все направились к вагону, где покоилось тело усопшего императора. Гроб был торжественно вынесен из вагона и установлен на катафалке в здании вокзала. Прозвучала первая краткая лития. После ее окончания молодой государь и великие князья подняли гроб с телом усопшего царя и, когда прогремел пушечный залп, возвестивший о начале траурной церемонии, вынесли его из помещения вокзала к колеснице.
Запряженная четырьмя парами лошадей, покрытых черными попонами, колесница медленно двинулась по улицам столицы в направлении Петропавловского собора — места упокоения царей династии Романовых. Четыре часа скорбное шествие двигалось по улицам Санкт-Петербурга, время от времени останавливаясь у разведенных мостов. Черные флаги, черные драпировки на фасадах зданий, собранные в складки вдоль пилястров и колонн, едва мерцающие сквозь черную ткань уличные фонари, низкие серые тучи над головами создавали соответствующее настроение у присутствующих. Похоронная процессия была организована согласно всем правилам традиционного церемониала царских похорон. Разделенная на тринадцать отделений и растянувшаяся по всему Невскому проспекту от Николаевского вокзала до Морской, она представляла собой грандиозное зрелище, подобного которому Россия еще не видела.
Особую торжественность придавало участие в ней двух старинных латников, возглавлявших процессию. Как вспоминал участник процессии камер-паж Б. А. Энгельгардт,
«один латник — светлый, был на коне, в блестящем вооружении со страусовыми перьями на шлеме, с обнаженным мечом у плеча; другой — пеший, печальный, весь в черном уборе, с опущенным вниз мечом». По обеим сторонам колесницы шли 60 пажей, одетых в черные форменные пальто с перекинутыми через плечо траурными шарфами, в белых панталонах и в касках с белым султаном. Они держали в руках зажженные факелы. Рядом со штангами колесницы — четыре генерал-адъютанта; восемь генералов свиты и флигель-адъютантов несли кисти балдахина. За колесницей торжественно вели любимого коня Императора — Лорда, покрытого траурной попоной. Впереди гроба шествовали духовенство всех рангов и певчие. Императорские регалии, многочисленные ордена государя — русские и иностранные, десятки различных знамен и гербов разных провинций Российской империи несли генералы и офицеры, не находящиеся в строю, государственные чиновники.
Молодой государь в сопровождении великих князей и иностранных владетельных особ шел непосредственно за гробом. Великий князь Константин Константинович вспоминал: «Мы шли за гробом по всему Невскому, Адмиралтейскому проспекту, мимо Синода и Сената, по Английской набережной, на Мытнинский мост и Александровским парком».