Но все эти меры обдумывали министры, и обозначенный курс активно проводился в жизнь всего несколько месяцев. Короткое царствование императрицы подходило к концу; на первый план неизбежно выходила проблема престолонаследия, волновавшая и окружение Екатерины, и дипломатов европейских держав.
Часто болевшая Екатерина всё больше замыкалась в придворном кругу, где за обедом или карточной игрой выдвигались новые фавориты — молодой поляк Пётр Сапега и камергер Рейнгольд Левенвольде, — получившие за заслуги интимного свойства щедрые пожалования. Меншиков тоже принимал участие в дворцовых забавах вроде соревнований по питью пива; с любимцами императрицы он как будто ладил, но за пределами дворца реальная власть находилась в его руках. С конца 1726 года он обдумывал план женитьбы маленького великого князя Петра на одной из его дочерей, в результате чего он сам породнился бы с царствующей династией и мог стать регентом при несовершеннолетнем государе. Этому замыслу способствовали усилия датских и австрийских дипломатов, считавших кандидатуру Петра наиболее благоприятной для своих интересов.
Но добиться желаемого Меншикову удалось не сразу. В феврале 1727 года Екатерина ещё не допускала такой возможности и заявляла, что престол принадлежит её дочерям Анне и Елизавете. Обе цесаревны и герцог Карл Фридрих упрашивали государыню не допустить желаемого светлейшим князем поворота событий. К весне силы Екатерины были на исходе, а вокруг неё плелись нескончаемые интриги. После долгих колебаний Екатерина всё же дала Меншикову согласие. Возможно, она поняла, что это — единственно возможный вариант, или просто не смогла дальше сопротивляться напору светлейшего князя.
У Екатерины началась горячка — воспаление или, по позднейшему заключению врачей, «некакое повреждение в лёхком». Смертельно больная императрица (вероятно, не без влияния православных иерархов) распорядилась всех евреев «выслать вон из России за рубеж немедленно, и впредь их ни под какими образы в Россию не впускать». Но вот решение более существенных вопросов от неё уже, видимо, не зависело.
Меншиков же не выпускал из своих рук инициативу: 10 апреля он переехал в свои апартаменты Зимнего дворца, чтобы неусыпно держать ситуацию под контролем.
Вечером 6 мая вдова и преемница Петра I «с великим покоем преставилась». Могла ли так и не научившаяся грамоте Екатерина за считаные часы до смерти читать документы, утверждать завещание и миловать осуждённых? Может быть, в последние часы жизни она и пыталась что-то сделать, но было уже поздно. Сам светлейший князь после описываемых событий с присущей ему циничностью сообщил датскому послу, что Екатерина накануне смерти хотела передать престол дочерям, поскольку «её сознание в это время было не совсем ясным».
Утром следующего дня в присутствии высших чинов империи Меншиков объявил о завещании Екатерины, согласно которому престол переходил к законному наследнику Петру Алексеевичу и регентскому совету при нём, а в случае смерти Петра II до достижения совершеннолетия — к его тёткам Анне и Елизавете и сестре Наталье «с их потомствами». Этот документ из шестнадцати пунктов стал последней загадкой в не слишком длинной истории царствования Екатерины.