В 9 часов вечера 6 (17) мая 1727 43-летняя императрица скончалась.

Когда императрица опасно занемогла, для решения вопроса о преемнике во дворце собрались члены высших правительственных учреждений: Верховного Тайного Совета, Сената и Синода. Приглашены были и гвардейские офицеры. Верховное совещание решительно настояло на назначении наследником малолетнего внука Петра I — Петра Алексеевича. Перед самой смертью спешно было составлено Бассевичем завещание, подписанное Елизаветой вместо немощной матери-императрицы. Согласно завещанию престол наследовал внук Петра I, Петр Алексеевич.

Последующие статьи относились к опеке над несовершеннолетним императором; определяли власть Верховного Совета, порядок наследия престола в случае кончины Петра Алексеевича. Согласно завещанию, в случае бездетной кончины Петра его преемницей становилась Анна Петровна и её потомки («десценденты»), затем её младшая сестра Елизавета Петровна и её потомки, и лишь затем родная сестра Петра II Наталья Алексеевна. При этом те претенденты на престол, которые были бы не православного вероисповедания или уже царствовали за рубежом, из порядка наследования исключались. Именно на завещание Екатерины I 14 лет спустя ссылалась Елизавета Петровна в манифесте, излагавшим её права на престол после дворцового переворота 1741 г.

11-я статья завещания изумила присутствовавших. В ней повелевалось всем вельможам содействовать к обручению Петра Алексеевича с одной из дочерей князя Меншикова, а затем по достижении совершеннолетия содействовать их браку. Буквально: «тако же имеют наши цесаревны и правительство администрации стараться между его любовью [великим князем Петром] и одною княжною князя Меншикова супружество учинить».

Такая статья явно свидетельствовала о персоне, участвовавшей в составлении завещания, однако для русского общества право Петра Алексеевича на престол — главная статья завещания — было бесспорно, и волнений не возникло.

Позже императрица Анна Иоанновна приказала канцлеру Головкину сжечь духовную Екатерины I. Он исполнил, тем не менее сохранив копию завещания.