Гроб был вынесен к Иорданскому подъезду. У подъезда стояла траурная колесница, запряженная восьмеркой лошадей в траурных попонах с императорскими гербами. Колесница имела вид балдахина из золотой парчи. Вокруг карниза балдахина был выложен ряд букетов из страусиных перьев. На вершине балдахина была водружена императорская корона.
Гроб установили на специальный помост траурной колесницы.
В половине двенадцатого раздался третий сигнал: удар большого колокола в Исаакиевском соборе. Следом во всех церквах начался погребальный перезвон.
Печальный кортеж протянулся на несколько сотен метров: когда траурная колесница двинулась от Иорданского подъезда дворца, голова процессии — Собственный Его величества конвой — находилась уже на первой линии Васильевского острова.
В процессии приняли участие представители учреждений, созданных в годы царствования Александра II: городских общественных управлений, земских учреждений, судебных установлений и крестьянского самоуправления. Среди прибывших гостей особое место занимали московский губернский предводитель дворянства граф Алексей Васильевич Бобринский и московский городской голова Сергей Михайлович Третьяков.
В процессии принимали участие студенты Петербургского университета, Медико-хирургической академии, Института инженеров путей сообщения, гимназий, реальных училищ и других учебных заведений.
Обладатели первых трех классов Табели о рангах несли пятьдесят семь иностранных орденов и пятнадцать русских знаков отличия и орденов.
Императорское знамя нес генерал-адъютант Самуил Алексеевич Грейг, щит — генерал-адъютант светлейший князь Владимир Александрович Меншиков, императорский меч на трех подушках — граф Петр Андреевич Шувалов, которому помогали два ассистента.
Императорские короны несли: грузинскую — генерал от инфантерии Владимир Саввич Семека, таврическую — генерал-адъютант Родриг Григорьевич Бистром, сибирскую — генерал-адъютант Борис Григорьевич Глинка-Маврин, польскую — генерал-адъютант Артур Адамович Непокойчицкий, астраханскую — граф Петр Александрович Валуев, казанскую — действительный тайный советник Владимир Павлович Титов. Государственную державу нес генерал-адъютант Федор Михайлович Новосильский, государственный скипетр — граф Федор Логинович Гейден, а императорскую корону — светлейший князь Александр Аркадьевич Суворов.
За регалиями шествовали певчие и духовенство в траурных ризах.
Во время шествия войска, стоявшие шпалерами, отдавали честь, военные музыканты играли траурные мелодии и «Коль славен».
Александр III шел непосредственно за гробом. Император был без шинели, в общевойсковом генеральском мундире с Андреевской лентой через плечо.
За государем следовали, также без шинелей, члены императорской семьи. Несколько правее шли министр двора и свита государя.
Императрица с наследником цесаревичем ехали в траурной карете. Затем двигались кареты с герцогиней Эдинбургской и великими княгинями.
В Петропавловском соборе процессию встречали представители дипломатического корпуса, придворные дамы, генералы, не участвовавшие в кортеже, высшие гражданские чины.
Внутренний вид собора преобразился. Между четырьмя колоннами в центре собора был сооружен балдахин и катафалк. Печальный кортеж с гробом прибыл к собору в два часа двадцать минут дня. О том, что останки Александра II были внесены под сень Петропавловского собора, жители столицы узнали по раздававшимся в тот же момент с крепости пушечным выстрелам.
Члены царской семьи внесли гроб вовнутрь и поставили на катафалк.
Во время внесения гроба в храм все присутствовавшие преклонили колена.
Затем Александр III и вся царская семья поднялись на возвышение подле гроба.
То же самое повторилось при совершении панихиды, когда певчие исполняли «Со святыми упокой» и «Вечная память».
По окончании панихиды новый император и августейшие родственники преклонились пред гробом и затем покинули собор.
Могила Александра II, согласно его желанию, выраженному задолго до трагедии, находилась рядом с гробницей императрицы Марии Александровны и цесаревича Николая.
15 марта в Петропавловском соборе прошла последняя торжественная печальная церемония погребения тела почившего императора Александра II.
Вскоре после похорон Александра II в Петропавловском соборе фрейлина Анна Федоровна Тютчева писала в своем дневнике, сравнивая убитого императора с начавшим царствование его сыном Александром III:
«Видя его, понимаешь, что он сознает себя императором, что он принял на себя ответственность и прерогативы власти. Его отцу, покойному императору, всегда недоставало именно этого чувства своего положения, веры в свою власть; он не верил в свое могущество, как бы реально оно ни было».
Вступление на престол Александра III вызвало поток всевозможных проектов «спасения России» и предложений по совершенствованию государственного управления. Они приходили по почте, их приносили в приемную дворца, передавали через знакомых. Не скупились на различные советы, рекомендации и пожелания монархические и либеральные органы печати.