В начале 1727 г. Меншиков уже знал, что ему нужно было делать. По совету датского и австрийского послов он решил сблизиться с царевичем Петром и добиться того, чтобы Екатерина позволила женить Петра на дочери Меншикова и признала его наследником престола. Делаясь тестем будущего государя, Меншиков обеспечивал себе высокое положение надолго. Екатерина согласилась на просьбу Меншикова о женитьбе Петра, несмотря на то, что обе дочери ее со слезами молили отказать. Придворные люди в большинстве были против Меншикова, но вопрос о престолонаследии разделил их. Сближение всемогущего временщика с Петром для приверженцев Петра было как бы ручательством в том, что Петр наследует престол. Поэтому многие из них примирились с женитьбой царевича на Меншиковой (Голицыны). Но те, кто были против Меншикова и против Петра, забили тревогу. Толстой рискнул представить Екатерине свои доводы против предполагаемой женитьбы. Однако Екатерина осталась при своем, хотя и заявила, что никто не знает ее воли о преемнике престола и что Меншиков не может изменить этой воли.

В таком положении были дела, когда императрица неожиданно захворала горячкой. Во время ее болезни Меншиков успел сослать главного своего врага Толстого в Соловки и остался распорядителем дел, довольный сочувствием Голицыных и молчанием прочих. 6 мая 1727 г. Екатерина скончалась. На другой день царская фамилия, Сенат, Синод, Верховный совет и все высшие чины слушали завещание Екатерины, про которое в то же время пошли слухи, что оно подложное.

Для того чтобы яснее понять завещание Екатерины I и дальнейшие случаи престолонаследия, предлагается родословная таблица:

Этим завещанием наследником назначался Петр; в случае его бездетной смерти престол переходил к цесаревне Анне Петровне с наследниками, затем к цесаревне Елизавете Петровне с наследниками (этим пунктом завещания нарушался закон Петра Великого о престолонаследии). До совершеннолетия нового императора утверждалось регентство из Верховного тайного совета с включением в него царевен Анны и Елизаветы.

Петру тогда было 11 лет. Меншиков перевез государя из дворца в свой дом; через две недели обручил его со своей дочерью Марией и вверил его воспитание вице-канцлеру и обер-гофмейстеру Остерману. Неприятные Меншикову лица были понемногу удалены от двора: с влиятельной же знатью, Голицыными и Долгорукими, Меншиков дружил с тех пор, как стал на стороне Петра. Однако эта дружба не была прочна. Самовластие и заносчивость временщика раздражали придворную среду; много лиц стремилось разделить с Меншиковым его влияние и власть.