Елизавета колебалась. Она никогда не была отчаянной авантюристкой. Но ее попытки представить своим соратникам всю опасность этой затеи ни к чему не привели, они стояли на своем. Воронцов, чтобы укрепить дух царевны, сказал, что такое дело, требующее немалой отваги, может осуществить только она, связанная кровными узами с Петром Великим. Лесток, боявшийся скорого ареста, требовал немедленно послать за гренадерами и вести их на Зимний дворец. Много позже придворный лейб-медик утверждал, что именно ему удалось окончательно убедить Елизавету. На двух игральных картах из лежавшей на столе колоды он нарисовал две картинки. Одна из них изображала царевну в монастыре, где ей обрезают волосы и превращают в монашку, а другая – ее же на троне в императорской короне и окружении ликующей толпы. Лесток предложил Елизавете выбрать одну из двух карт и на этом закончить препирательства. Она решительно выбрала вторую и выразила готовность возглавить отряд гвардейцев.

Наконец послали за гренадерскими офицерами. Те явились к царевне ночью, между 11 и 12 часами, и сами предложили ей немедленно осуществить переворот, так как уже наутро их могут отправить в поход, и тогда они уже ничем ей не помогут. Елизавета спросила, может ли она положиться на них, и гренадеры поклялись ей в верности и преданности до конца, как бы ни сложились обстоятельства. Царевна заплакала и велела оставить ее одну. Встав на колени, она молилась перед иконой. Существует легенда, что в это время она поклялась себе и Богу никогда не подписывать смертных приговоров. После молитвы Елизавета вышла к офицерам с крестом в руках и привела их к присяге. Царевна пообещала в скором времени лично явиться в казармы и повести солдат во дворец.

Часы в покоях Елизаветы Петровны уже давно пробили полночь. Наступило 25 ноября. Во втором часу ночи царевна надела гвардейскую защитную кирасу (род металлического жилета) поверх своего повседневного платья, взяла с собой Воронцова, Лестока и старого учителя музыки Шварца и на санях отправилась в казарму Преображенского полка. Несмотря на то что вся эта компания выглядела совсем не героически, солдаты встретили ее восторженно. Они кричали: «Матушка! Мы готовы, мы их всех перебьем». Но Елизавета никого убивать без нужды не собиралась и постаралась умерить их неумеренное усердие. Когда все успокоились, царевна велела разломать все барабаны, чтобы кто-нибудь намеренно или случайно не спугнул противника барабанным боем. Елизавета и гвардейцы еще раз поклялись на кресте, стоя на коленях, во взаимной верности и решимости совершить задуманное и отправились в Зимний дворец.

Елизавета Петровна ехала на санях, окруженная пешими гренадерами. По дороге заговорщики решили, как и во время операции, проведенной Минихом против Бирона, арестовать всех приверженцев Анны Леопольдовны. К каждому из них отправили по небольшому отряду солдат во главе с офицером. В конце Невского проспекта, во избежание лишнего шума, Елизавета должна была выйти из саней и пойти пешком, но полнота мешала ей быстро двигаться. Гренадеры взяли царевну на руки и донесли ее до Зимнего дворца.

Во дворце Елизавета быстро обратила караульных в своих сторонников. Никто не оказал ей сопротивления, кроме одного унтер-офицера, немедленно арестованного гвардейцами. Беспрепятственно царевна попала в комнату, где спали Анна Леопольдовна и фрейлина Юлия Менгден. Подойдя к кровати правительницы, Елизавета громко сказала: «Сестрица, пора вставать!». Проснувшись, Анна Леопольдовна сначала сильно удивилась, а рассмотрев позади царевны гренадеров, стала умолять не причинять зла ее детям-младенцам и фрейлине Менгден. Елизавета обещала быть милосердной. Свергнутая правительница и ее дети были немедленно перевезены во дворец царевны. Очевидцы потом описывали трогательную сцену: Елизавета взяла на руки только что свергнутого годовалого императора Ивана Антоновича и поцеловала его со словами: «Бедное дитя! Ты вовсе невинно; твои родители виноваты». Но разобраться, кто виноват, решили позже, сейчас же нужно было немедленно готовить документы для объявления о переходе власти к новой императрице.

К 8 часам утра 25 ноября 1741 года были готовы манифест, форма присяги и форма титулов. Елизавета надела через плечо голубую ленту ордена Андрея Первозванного, который уже традиционно получали при восшествии на престол российские императоры. Новоиспеченная императрица объявила себя полковником трех гвардейских пехотных, конногвардейского и кирасирского полков. Торжеству Елизаветы не мог помешать даже сильный мороз. После принятия поздравлений высших чинов государства она в одном платье и накинутой на плечи легкой шубке вышла на балкон, а потом прошла между рядами выстроившейся перед ее старым дворцом гвардии.

В третьем часу дня Елизавета переехала в императорский Зимний дворец, а затем отправилась на торжественный молебен. По дороге в церковь ее окружили преображенские гренадеры, совершавшие вместе с ней переворот, и стали просить стать почетным капитаном их роты. Императрица милостиво согласилась. Гвардейцы были в восторге и славили государыню.

Столица гуляла всю ночь. На улицах раздавали бесплатное вино и угощение. Гвардейцы разводили костры, возле которых грелись все желающие. В толпе то и дело раздавались возгласы: «Здравствуй, наша матушка, Елизавета Петровна!» Многие радовались, что закончилось время регентов и фаворитов, а на престоле оказалась дочь Великого Петра. Казалось, что уже на следующее утро все забыли про только что свергнутого императора Ивана Антоновича. Но Елизавета не могла о нем не думать. С бывшим императором, его родителями и сестрой надо было что-то делать. Как же Елизавета выполняла данное своей двоюродной племяннице обещание быть милостивой к ней и ее детям?

Сначала императрица и вправду хотела быть образцом милосердия. Брауншвейгское семейство планировали отпустить за границу, к их немецким родственникам, но вскоре решили, что это было бы небезопасно для новой власти. Анну Леопольдовну и Антона Ульриха вместе с детьми отправили в крепость Динамюнде, находившуюся возле Риги.

Но держать их недалеко от границы снова сочли неразумным. В начале 1744 года семью бывшего императора перевезли в Раненбург Воронежской губернии, где до этого уже содержались свергнутые временщики. Летом того же года императрица распорядилась перевести брауншвейгцев в Соловецкий монастырь. Подросшего Ивана Антоновича следовало забрать у родителей и содержать отдельно, скрыв его под именем Григория. Это было сделано. Но Анну Леопольдовну с принцем Антоном до Соловков не довезли, помешала весенняя распутица. Их оставили в 100 верстах от Белого моря в Холмогорах. Здесь они жили долгое время.

Ежегодно ссыльному семейству выдавали 6 тысяч рублей, продовольствие и вино. Конечно, они уже не могли позволить себе той роскоши, к которой привыкли в Петербурге, но даже многие знатные дворяне империи не располагали такой суммой, и жизнь брауншвейгцев была вполне сносной. Ссылка примирила и сблизила супругов, лишив их предмета семейных раздоров – власти. Анна Леопольдовна почти ежегодно исправно рожала детей: в 1743 году – Елизавету, в 1745 – Петра, в 1746 – Алексея. Это, особенно рождение мальчиков, раздражало Елизавету Петровну, так как потомки брауншвейгской фамилии все еще имели права на наследование престола, по указу императрицы Анны Иоанновны. Но что она могла поделать?

Утрата власти, высылка из Петербурга и частые роды подорвали здоровье Анны Леопольдовны. Бывшая правительница стала часто болеть, а климат побережья Белого моря не способствовал выздоровлению. Особенно тяжело сказался на ней последний моральный удар, нанесенной Елизаветой Петровной: императрица велела провести обыск среди личных вещей Анны, которую подозревала в краже драгоценностей из своего дворца перед отъездом в ссылку. После такого унижения Анна Леопольдовна слегла и скончалась 7 марта 1746 года.

Сначала как бывшую регентшу и члена царской семьи ее хотели похоронить в Петропавловской крепости. Тело Анны в бочкообразном футляре, набитом льдом, повезли в Петербург. На подъезде к столице сопровождавший его поручик получил приказ: доставить груз в Александро-Невскую лавру. Там Анну Леопольдовну и похоронили 18 марта 1746 года. Чести быть упокоенной в Петропавловском соборе рядом с Петром Великим, Екатериной I, Петром II и Анной Иоанновной она так и не удостоилась.