Собранные в ходе следствия доказательства были представлены Верховному суду из генералитета, сенаторов и Синода, который 24 июня 1718 г. приговорил сына Петра I к смертной казни. По официальной версии, царевич Алексей скончался в Петропавловской крепости от апоплексического удара, а по ходившим тогда слухам, был задушен, отравлен или забит насмерть кнутом. Хотя этот самый громкий процесс Петровской эпохи и закончился казнью главного виновника и его ближайших помощников, тем не менее, по мнению некоторых исследователей, Петр намеренно не стал доводить расследование до логического конца, поскольку уже имеющиеся материалы указывали на весьма широкий крут высокопоставленных лиц, которые если и не состояли непосредственно в заговоре, то были в той или иной степени оппозиционно настроены по отношению к Петровским реформам.

Поскольку в качестве центрального органа государственной безопасности в России уже существовал Преображенский приказ, то по окончании дела царевича Алексея Тайную канцелярию должны были бы упразднить, однако Петр решил по-иному. Сразу по завершении процесса царь 8 августа 1718 г. поручает Толстому расследование «адмиралтейского ревельского дела» – дела о грандиозных хищениях по военно-морскому ведомству в Ревельском порту. В том же году Тайная канцелярия проводит несколько важных процессов, относящихся к категории «слово и дело» в трактовке царского указа от 26 января 1715 г. («трех пунктов»): уголовное дело фаворитки Петра Марии Гамильтон, укравшей царские драгоценности; о злоупотреблениях в Астрахани; группу дел, «касающихся к расколу»; дело по доносу Зверева на майора Фуникова по расхищению им казенных денег и имущества; о краже корабельных лесов на Днепре; дело поручика Друккерта, подделавшего подпись и печать А.Д. Меншикова; об обвинении русского посла в Польше Г.Ф. Долгорукова в измене и взяточничестве и ряде других «тайных дел». Сложившийся параллелизм в деятельности двух органов госбезопасности был закреплен Петровским указом от 28 апреля 1722 г., предписывавшим местным властям направлять все дела о государственных преступлениях в Преображенский приказ или Тайную канцелярию. Судя по всему, решающую роль в этом дублировании сыграл географический фактор. С одной стороны, Петр рассматривал Москву центром крамолы против всех его начинаний и не считал возможным вывести из старой столицы Преображенский приказ, но с другой – царю был необходим и орган политического сыска, что называется, «под рукой», в Санкт-Петербурге.

Хотя с завершением дела царевича Алексея Петр и перестает быть фактическим главой Тайной канцелярии, тем не менее он не обходит ее своим вниманием. О том, сколь важную роль придавал первый русский император политическому сыску, наглядно свидетельствует тот факт, что начиная с 25 ноября 1716 г. Петр специально выделял один день в неделю (понедельник), когда приезжал в располагавшуюся в Петропавловской крепости Тайную канцелярию и самым внимательным образом вникал во все ее дела, оказывая решающее влияние на ведение следствия и вынесение приговоров. Тем не менее основной объем работы по-прежнему приходился на Преображенский приказ. С 1719 по 1724 г. это ведомство рассмотрело 1363 дела, а Тайная канцелярия за этот же период – лишь 280. При Екатерине I в Тайную канцелярию вообще поступило 3–4 дела.

В 1722 г. в работе Тайной канцелярии перестал участвовать И.И. Бутурлин, а со следующего года и Г.Г. Скорняков-Писарев. Таким образом, в последние три года ее существования органом политического сыска в новой столице руководили вдвоем П.А. Толстой и А.И. Ушаков. Первый тяготился навязанной ему Петром ролью заплечных дел мастера и изыскивал лишь благовидный предлог, чтобы отказаться от должности инквизитора. В конце царствования Петра ему удалось убедить государя издать указ о том, чтобы Тайная канцелярия вновь присылаемых заключенных и дел больше не принимала. Однако что-то в тот раз не заладилось, и окончательно убедить закрыть подчиненное ему ведомство Толстому удалось лишь вдову Петра I. 28 мая 1726 г. Екатерина I подписала указ, упразднявший Тайную канцелярию и передававший все ее дела в Преображенский приказ, который вновь становился единственным органом государственной безопасности Российской империи.