Пока Иван был в заточении, предпринималось много попыток освободить свергнутого императора и вновь возвести на престол. Последняя попытка обернулась для молодого заключенного гибелью. В 1764, когда уже царствовала Екатерина II, подпоручик В. Я. Мирович, несший караульную службу в Шлиссельбургской крепости, склонил на свою сторону часть гарнизона, чтобы освободить Ивана.

Однако стражникам Ивана была выдана секретная инструкция умертвить арестанта, если его будут пытаться освободить (даже предъявив указ императрицы об этом), поэтому в ответ на требование Мировича о капитуляции они закололи Ивана и только потом сдались.

Мирович был арестован и обезглавлен в Петербурге как государственный преступник. Существует неподтверждённая версия, согласно которой его спровоцировала Екатерина, чтобы избавиться от бывшего императора.

«Известный арестант» похоронен, как обычно считается, в Шлиссельбургской крепости; место захоронения точно неизвестно.

Однако :

В настоящее время ведутся раскопки в Хломогорах на месте бывшей водонапорной башни. Предполагается, что в этом месте погребен император. Найдены останки молодого человека (по неподтвержденной информации) время гибели и возраст которого предварительно совпадают с имеющимися данными об императоре. Также имеются иные косвенные сведения, как то, характер и тип повреждений от ранения, (оставшиеся следы найдены на костях усопшего, что и привело к гибели) совпадает с типом шпаг, используемых в русской армии того времени. Гроб в котором погребен молодой человек из карельской березы. Возраст использовавшегося материала после исследования также совпадает со временем гибели молодого человека.