凯瑟琳大帝发动政变后一周，彼得三世突然去世。
1762年6月28日，彼得三世像往常一样，前往奥拉宁保姆，出席一个庆祝活动。按照日程安排，皇后叶卡捷琳娜应该在那里等候他，但彼得三世到来的时候，叶卡捷琳娜已经无影无踪了。叶卡捷琳娜刚抵达圣彼得堡，禁军、枢密院、长老院和首都民众就向她宣誓效忠，此后叶卡捷琳娜把禁军集合起来，向奥拉宁鲍姆方向进发，去捉拿彼得三世。
彼得三世完全丧失了斗志，连逃往普鲁士的勇气都没有了，乖乖地按照叶卡捷琳娜的意思，回到了奥拉宁鲍姆，签署了退位诏书。 一个星期后，彼得三世死在了距离圣彼得堡三十公里的罗普舒。死因至今不明。（可能是被毒死、勒死），叶卡捷琳娜对外宣称是消化不良而死。
