Неожиданно осенью 1724 года так хорошо продуманная затея с престолонаследием стала проваливаться. Тогда началось следственное дело камергера Екатерины Виллима Монса, уличенного в близости с императрицей, и Петр, жестоко расправившись с фаворитом своей жены, никаких дальнейших шагов для упрочения права Екатерины на престол (публичное провозглашение наследницей и прочее) не предпринял.
Болезнь, которой он страдал много лет, была изнурительна, но не казалась ему смертельной. У Петра было затрудненное мочеиспускание, которое, согласно заключению современных специалистов, явилось следствием аденомы предстательной железы и стриктуры (сужения) уретры, как результат воспалительного процесса в мочеиспускательном канале – последствия венерического заболевания (гонореи). Привыкнув к болям и чувствуя периодически облегчение после мучительных операций с зондом, с помощью которого выпускали переполнявшую мочевой пузырь урину, Петр, возможно, не думал, насколько близко он подошел к смертельной грани – в организме уже начался необратимый процесс отравления. Можно лишь предположить, что, понимая в целом серьезность положения, Петр был полон внутренних колебаний и сомнений, и эти нравственные терзания, в сочетании с физической болью, сделали его последние дни на земле необычайно мучительными…
Так случилось, что долгие часы агонии царя стали решающими для судьбы трона. Как написали бы в старинном романе, «скипетр выпал из холодеющей длани нашего ироя, и к нему потянулись две жадные руки». Собственно, так и было: пестрая толпа придворных и генералов, собравшихся в зале дворца, делилась на две основные «партии» – сторонников Петра Алексеевича-младшего и сторонников супруги императора Екатерины. Раскол этот был неизбежен. Известно, что в течение всего царствования Петра ему противостояла почти всегда скрытая политическая оппозиция. Если в начале его правления, во время неудачного мятежа стрельцов, она в буквальном смысле потеряла много голов и долгое время себя не проявляла, то к середине 1710-х годов оппозиция воспрянула духом, глядя на своего потенциального вождя – единственного наследника престола царевича Алексея.
Как показали материалы дела царевича Алексея, начатого в 1718 году в специально созданной для этой цели Тайной канцелярии, в России был довольно широкий круг лиц из тогдашних верхов, напрямую связанных с царевичем или ему сочувствовавших. По этому делу помимо людей из ближайшего окружения царевича Алексея проходили генерал князь Василий Владимирович Долгорукий, сенаторы Михаил Михайлович Самарин и князь Дмитрий Михайлович Голицын, сибирский царевич (хан) Василий, граф Петр Матвеевич Апраксин. Алексей на допросах под пытками выдал еще многих других сановников, которые открыто симпатизировали ему. Их оказалось столько, что Петр не решился раздвигать рамки следствия, надеясь, по-видимому, жестокими казнями «ближних людей» царевича заставить многих из верхушки надолго прикусить языки, как это было в начале правления Петра после кровавых казней стрельцов и сообщников царевны Софьи.