После развода император сказал сыновьям, что поедет к кузине, великой княгине Екатерине Михайловне, герцогине Мекленбург-Стрелицкой, которую клятвенно обещал навестить, и что потом они встретятся в Зимнем дворце и отправятся на «фамильный обед».
Традицию фамильных обедов ввел еще император Николай I. Александр II продолжил практически все семейные традиции своего отца. На протяжении всего его царствования по воскресным дням по возможности проходили фамильные обеды, «на которые приглашалась вся наличная Императорская фамилия». В этот день, 1 марта 1881 года, фамильный обед должен был состояться в Аничковом дворце у цесаревича.
В Зимнем дворце все ждали возвращения императора, чтобы отправиться на обед к Александру Александровичу в Аничков дворец. Но все планы рухнули в одночасье. Произошло то, что даже представить себе никто не мог. По дороге, на набережной Екатерининского канала, террористы совершили нападение на императора и он получил смертельные ранения.
Императора Александра II, окровавленного, с раздробленными взрывом ногами довезли до дворца. Когда его несли по лестнице, кровь ручейком стекала на пол.
Умирающего внесли в его личную комнату и положили на солдатскую кровать, покрытую старой шинелью, которая служила ему пледом. Сбежавшиеся врачи пытались остановить кровотечение. Екатерина Михайловна, не потерявшая самообладания, была возле раненого до самого конца.
Никто не мог сдержать слезы, глядя на умирающего императора. Он едва дышал, лицо его вспрыскивали водой. Для поддержания дыхания государю вдували кислород.
Несмотря на все усилия лейб-медика Сергея Петровича Боткина, Александр II, не приходя в сознание, скончался в три часа тридцать пять минут дня вследствие большой потери крови.
Духовник Александра II Василий Борисович Бажанов причастил умирающего и прочел отходную.
Все присутствующие стали на колени вокруг смертного одра. Затем тело перенесли в другую комнату — в парадный кабинет. В это время с флагштока Зимнего дворца пополз вниз черно-золотой императорский штандарт.
Все это время рядом с умирающим отцом находился наследник цесаревич Александр Александрович. По законам Российской империи он стал императором — Александром III.
Племянник Александра III великий князь Александр Михайлович так описывал этот момент:
«Мы все опустились на колени. Влево от меня стоял новый Император. Странная перемена произошла в нем в этот миг. Это не был тот самый цесаревич Александр Александрович, который любил забавлять маленьких друзей своего сына Никки тем, что разрывал руками колоду карт или же завязывал узлом железный прут. В пять минут он совершенно преобразился. Что-то несоизмеримо большее, чем простое сознание обязанностей Монарха, осветило его тяжелую фигуру. Какой-то огонь святого мужества загорелся в его спокойных глазах. Он встал.
— Ваше величество, имеете какие-нибудь приказания? — спросил смущенно градоначальник.
— Приказания? — переспросил Александр III. — Конечно! Но, по-видимому, полиция совсем потеряла голову! В таком случае армия возьмет в свои руки охрану порядка в столице! Совет министров будет собран сейчас же в Аничковом дворце.
Он дал рукой знак цесаревне Марии Федоровне, и они вышли вместе. Ее миниатюрная фигура подчеркивала могучее телосложение нового Императора.
Толпа, собравшаяся пред дворцом, громко крикнула «ура». Ни один из Романовых не подходил так близко к народным представлениям о Царе, как этот богатырь с русой бородой.
Стоя у окна, мы видели, как он большими шагами шел к коляске, а его маленькая жена еле поспевала за ним. Он некоторое время отвечал на приветствия толпы, затем коляска двинулась, окруженная сотнею Донских казаков, которые скакали в боевой готовности, и их пики ярко блестели красным отблеском в последних лучах багрового мартовского заката».
Потрясенный горем, стоял возле мертвого деда и старший, двенадцатилетний внук Николай, сын Александра Александровича. Будущий царь Николай II так рассказал о последних минутах жизни своего деда:
«Когда мы поднимались по лестнице, я видел, что у всех встречных были бледные лица. На коврах были большие пятна крови. Мой дед истекал кровью от страшных ран, полученных от взрыва, когда его несли по лестнице. В кабинете уже были мои родители. Около окна стояли мои дяди и тети. Никто не говорил.