«Вопрос о ликвидации семьи Романовых» в ночь с 16 на 17 июля 1918 года был решён группой солдат охраны во главе с комендантом Юровским. Он подробно рассказал о том, что произошло: «Я объявил, Исполнительный Комитет Советов Рабочих, Крестьянских и Солдатских Депутатов Урала постановил их разстрелять. Николай повернулся и спросил. Я повторил приказ и скомандовал: “Стрелять”. Первый выстрелил я и на повал убил Николая. Пальба длилась очень долго, и не смотря на мои надежды, что деревянная стенка не даст рикошета, пули от неё отскакивали. Мне долго не удавалось остановить эту стрельбу, принявшую безалаберный характер. Но когда наконец мне удалось остановить, я увидел, что многие ещё живы. Например, доктор Боткин лежал, опершись локтем правой руки, как бы в позе отдыхающего, револьверным выстрелом с ним покончил, Алексей, Татьяна, Анастасия и Ольга тоже были живы. Жива была еще и Демидова. Тов. Ермаков хотел окончить дело штыком. Но, однако, это не удавалось. Причина выяснилась только позднее (на дочерях были бриллиантовые панцыри в роде лификов). Я вынужден был поочередно разстреливать каждого...» Председатель исполкома Уральского областного Совета А. Г. Белобородов 17 июля отправил в Москву телеграмму: «Передайте Свердлову что всё семейство постигла та же участ, что и главу официально семия погибнет при евакуации».
Президиум Всероссийского центрального исполнительного комитета признал решение о расстреле правильным. 19 июля газета «Известия» сообщила: «В последние дни столице Красного Урала Екатеринбургу серьёзно угрожала опасность приближения чехословацких банд. В то же время был раскрыт новый заговор контрреволюционеров, имевший целью вырвать из рук Советской власти коронованного палача. Ввиду этого Президиум Уральского областного Совета постановил расстрелять Николая Романова, что и приведено в исполнение 16 июля.
Жена и сын Николая Романова отправлены в надёжное место. Предполагалось предать бывшего царя суду... события последнего времени помешали осуществлению этого».
Тела царя, его родных и слуг побросали в грузовик и отправили в сопровождении конвоя к Верх-Исетскому заводу, откуда уже на телегах доставили к шахте у Ганиной ямы — пруда, в который откачивали воду из шахт. Одежду, выпоров из неё драгоценности, сожгли в костре. Всех убитых побросали в шахту и бросили несколько гранат; но завалить шахту не удалось, и обнажённые тела были видны на дне неглубокого колодца.
Тогда Уралсовет решил обезобразить трупы серной кислотой, сжечь что можно, а остальное бросить в шахты в окрестностях Екатеринбурга. Трупы достали и опять повезли по Московскому тракту. Ранним утром 19 июля грузовик свернул с основной дороги близ деревни Коптяки и застрял. Юровский принял решение зарыть трупы здесь же, у переезда № 184 Горнозаводской линии железной дороги. В воспоминаниях он писал, что два трупа — царевича и женщины — сожгли, «потом похоронили тут же, под костром, останки, и снова разложили костер, что совершенно закрыло следы копанья»; для остальных вырыли братскую могилу: «Трупы сложили в яму, облив лица и вообще все тела серной кислотой, как для неузнаваемости, так и для того, чтобы предотвратить смрад от разложения (яма была неглубока). Забросав землёй и хворостом, сверху наложили шпалы и несколько раз проехали — следов ямы и здесь не осталось. Секрет был сохранён вполне — этого места погребения белые не нашли».
Так и случилось — колчаковский следователь Н. А. Соколов не обнаружил захоронения и решил, что тела были расчленены и сожжены дотла. Но в 1979 году останки обнаружили геолог Александр Авдонин и писатель Гелий Рябов. Через десять лет Рябов опубликовал сообщения об этом в журнале «Родина». В 1991 году в захоронении нашли останки девяти человек. По заведённому в 1993 году уголовному делу в России, США и Австрии был проведён комплекс антропологических, судебно-медицинских, генетических исследований, которые доказали, что это останки членов семьи Николая II и людей из его окружения.
Эти выводы признали не все, среди несогласных было и руководство Русской православной церкви. Решение Государственной комиссии по изучению вопросов, связанных с исследованием и перезахоронением останков российского императора Николая II и членов его семьи, было отложено на два года. Происходили странные истории; например, вдова племянника Николая II Тихона Куликовского предоставила генетикам образцы крови мужа, а затем запретила публиковать полученные результаты и заявила, что генотип её мужа не имеет ничего общего с генотипом предполагаемого бывшего императора, тогда как исследование крови Куликовского подтверждало близкое родство Куликовского и человека, чьи останки обнаружены под Екатеринбургом.