21 ноября Петр первым в столице переехал по льду через Неву, вставшую лишь накануне. Эта его выходка показалась настолько опасной, что начальник береговой стражи Ганс Юрген хотел даже арестовать нарушителя, но император проскакал мимо него на большой скорости и не обратил внимания на его угрозы.
20 декабря он участвовал в грандиозной попойке, устроенной по случаю избрания нового «князь-папы Всепьянейшего собора», а январь 1725 года начал особенно бурно, отгуляв на свадьбе своего денщика Василия Поспелова и на двух ассамблеях – у графа Толстого и вице-адмирала Корнелия Крюйса.
Особенно же поразил всех больной император, когда 6 января, в мороз, прошел во главе Преображенского полка маршем по берегу Невы, затем спустился на лед и стоял в течение всей церковной службы, пока святили Иордань, прорубь, вырубленную во льду Все это привело к тому, что Петр сильно простудился, слег в постель и с 17 января стал испытывать страшные мучения. Эта болезнь оказалась последней в его жизни.
О диагнозе смертельной болезни Петра существует несколько версий. Французский посол в России Кампредон сообщал в Париж: царь «призвал к себе одного итальянского доктора, приятеля моего (доктора Азарити – В. Б.), с которым пожелал посоветоваться наедине». Далее Кампредон писал, что, со слов Азарити, «задержание мочи является следствием застарелой венерической болезни, от которой в мочевом канале образовалось несколько небольших язв».
Лечившие Петра врачи-немцы братья Блюментросты были против хирургического вмешательства, а когда хирург-англичанин Горн операцию все же провел, то было уже поздно и у Петра вскоре начался «антонов огонь», как в то время на Руси называли гангрену. Последовали судороги, сменявшиеся бредом и глубокими обмороками. Последние десять суток если больной и приходил в сознание, то страшно кричал, ибо мучения его были ужасными.
В краткие минуты облегчения Петр готовился к смерти и за последнюю неделю трижды причащался. Он велел выпустить из тюрьмы всех должников и покрыть их долги из своих сумм, приказал выпустить всех заключенных, кроме убийц и государственных преступников, и просил служить молебны о нем во всех церквах, не исключая и иноверческих храмов.
Екатерина сидела у его постели, не покидая умирающего ни на минуту. Петр умер 28 января 1725 года в начале шестого утра. Екатерина сама закрыта ему рот и глаза и, сделав это, вышла из маленькой комнатки-кабинета, или «конторки», как ее называли, в соседний зал, где ее ждали, чтобы провозгласить преемницей Петра.
Относительно диагноза последней болезни Петра мнения расходятся. Автор фундаментального труда «История медицины в России» В. Рихтер считал, что Петр умер из-за воспаления, вызванного задержанием мочи, не говоря о том, что было причиной воспаления. Другой видный историк медицины, Н. Куприянов, полагал, что смерть Петра наступила от воспаления мочевого пузыря, перешедшего в гангрену, и от задержания урины. И, наконец, небезынтересно и заключение, сделанное в 1970 году группой московских венерологов, изучавших все сохранившиеся документальные свидетельства о болезни и смерти Петра. Профессора Н. С. Смелов, А. А. Студницын, доктор медицинских наук Т. В. Васильева и кандидат медицинских наук О. И. Никонова пришли к заключению, что Петр «по-видимому, страдал злокачественным заболеванием предстательной железы или мочевого пузыря или мочекаменной болезнью», что и оказалось причиной его смерти.