Нашли бриллианты уже после расстрела, который чётко спланировали: палачи заранее распределили жертв между собой. Многие хотели убить именно государя, но эту «почётную роль» взял на себя Юровский. Он же зачитал приговор, полный текст которого не сохранился. Следователи восстановили последние слова: «А потому ваша жизнь покончена!»
После этой фразы вместо коменданта первым внезапно выстрелил Пётр Ермаков – началась беспорядочная пальба. Когда дым рассеялся, выяснилось, что погибли не все: три великие княжны – Татьяна, Ольга и Анастасия – остались живы благодаря вшитым в корсет бриллиантам.
Из воспоминаний Михаила Медведева (Кудрина): «Шатаясь, подымается уцелевшая горничная – она прикрылась подушками, в пуху которых увязли пули. От её предсмертного крика очнулся и часто застонал легко раненный (царевич) Алексей». Дальше началось самое страшное. Палачи хотели заколоть княжон штыками, но тоже помешали бриллианты. В итоге Татьяну и Ольгу, сидевших на корточках, расстреляли в упор в голову. Так же поступили и с наследником.
Анастасия – младшая дочь – притворилась мёртвой. Палачи поняли это не сразу – только когда стали грузить тела на носилки. Она «страшно визжала», пока её добивали штыками и прикладами. Увидев это, матёрый солдат Павел Медведев, один из палачей, выбежал на улицу, и его вырвало.
СК России пришёл к выводу: никто из жертв не уцелел. Тем самым следователи окончательно опровергли расхожий миф про Анастасию, которой якобы удалось бежать в Европу. Всего были убиты 11 человек: сам император Николай II, его жена Александра Фёдоровна, четыре дочери – Ольга, Татьяна, Мария и Анастасия, сын – цесаревич Алексей, их камердинер Алоизий Трупп, горничная Анна Демидова, а также семейный врач Романовых Евгений Боткин и повар Иван Харитонов.
«Мне долго не удавалось остановить эту стрельбу, принявшую безалаберный характер. Но когда наконец мне удалось остановить, я увидел, что многие ещё живы. <…> Я вынужден был по очереди расстреливать каждого», – писал Юровский.
В ту ночь выжить не удалось даже царским собакам – вместе с Романовыми в Ипатьевском доме были убиты двое из трёх принадлежавших детям императора питомцев. Сохранившийся в холоде труп спаниеля великой княжны Анастасии спустя год нашли на дне шахты в Ганиной Яме – у пса была сломана лапа и пробита голова.