Для осуществления своего преступного замысла Борис Годунов решил удалить царевича от московского царского двора. Вместе с матерью — вдовствующей царицей Марией Феодоровной — и ее родственниками царевич Димитрий был отправлен в свой удельный город Углич.
Стараясь избежать опасного кровопролития, Борис Годунов пытался сначала оклеветать юного наследника престола, распустив через своих приверженцев лживые слухи о мнимой незаконнорожденности царевича и запретив поминать его имя во время богослужений. Поскольку эти действия не принесли желаемого, коварный Борис прибег к распространению новых вымыслов: будто бы Димитрий с юных лет уже являет в себе наследственную суровость государя, отца своего. Но все это казалось Борису недостаточным; он не мог рассчитывать на царский престол, пока жив Димитрий, а потому решился погубить царевича. Попытка отравить юного царевича с помощью Василисы Волоховой, кормилицы Димитрия Иоанновича, не увенчалось успехом: смертоносное зелье не вредило отроку.
Но когда злодеи убедились, что нельзя совершать злодеяние в тайне, они решились на явное. Через своего сообщника Андрея Клешнина Борис отыскал знакомого человека, дьяка Михаила Битяговского, взявшегося собственноручно умертвить царевича. И посланный в Углич со своим сыном Даниилом и племянником Никитой Качаловым, будто бы для управления земскими делами и хозяйством вдовствующей царицы, Битяговский поручил Волоховой вывести в назначенное время царевича во двор. В субботний день 15 мая 1591 года утром боярыня мамка Волохова позвала Димитрия гулять во двор; кормилица Ирина, как бы предчувствуя, удерживала царевича во дворце, но мамка силой вывела его из горницы в сени, к нижнему крыльцу, где уже были Осип Волохов, Данило Битяговский и Никита Качалов. Волохов, взяв Димитрия за руку, сказал: «Сие у тебя новое ожерелье, государь?» Он же, кроткий агнец, подняв голову, тихим голосом отвечал: «Сие есть старое ожерелье». И Волохов кольнул его ножом по шее, но не захватил гортани. Кормилица, видя пагубу своего государя, пала на него и начала кричать, и убийца, бросив нож, побежал, но союзники его Данило Битяговский и Никита Качалов били кормилицу едва не до смерти, и, отняв из рук ее праведного отрока, дорезали и сбросили его вниз с лестницы. В это время вышла на крыльцо царица и, увидев гибель сына своего, громко стала вопиять над ним. При виде этого страшного злодеяния пономарь соборного храма, запершись на колокольне, ударил в набат, созывая народ. Сбежавшиеся со всех концов города люди отомстили за невинную кровь восьмилетнего отрока Димитрия, самочинно расправившись с жестокими заговорщиками. Донесено было в Москву об убиении царевича, и сам царь хотел отправиться в Углич для исследования преступления, но Годунов под разными предлогами удержал Феодора Иоанновича в Москве, и через своих людей князя В. И. Шуйского (впоследствии царь), окольничего Клешнина и дьяка Вылузгина, посланных в Углич для судебного разбирательства, Борис Годунов сумел убедить царя в том, что его младший брат якобы страдал падучей болезнью и умер нечаянно, упав на нож.
Царица-мать, обвиненная в недостатке надзора за царевичем, была сослана в отдаленный скудный монастырь святого Николая на Восхе, по ту сторону Белого озера, и пострижена в иночество с именем Марфы. Братья ее были сосланы по разным местам в заточение; жители Углича за самовольную расправу с убийцами одни были казнены, другие сосланы на поселение в Пелым, а многим урезывали языки.
Казалось, все заглушено или все умерло; но глас Божий — глас народа: возникла молва народная о усопшем царевиче, и глухой ропот, тщетно подавляемый, все возрастал. Несмотря на приговор боярский и указ царев, никто не верил угличскому розыску князя Шуйского, хотя и укрепленному рукоприкладством стольких свидетелей мирских и духовных. Нельзя думать, чтобы верил и сам князь Шуйский, когда при других обстоятельствах, уж пятнадцать лет спустя, увенчанный сам наследственным венцом Димитрия, писал в окружных грамотах своих народу, что «за грехи всего христианства православного великого государя царевича Димитрия Иоанновича не стало, убит же он, как непорочный агнец в Угличе». Он перед всей Россиею свидетельствовал, что «царевич Димитрий Иоаннович, по зависти Бориса Годунова, яко овча незлобливо, заклася». И патриарх Иов в грамоте 1606 года писал: «Прият заклание неповинно от рук изменников своих»; и патриарх Ермоген в сказании об убиении царевича, и многие российские и иностранные современники — все единодушно говорили, что царевич убит по тайному приказанию Годунова. Ложь, прикрывающая убийц, стала явной, когда в 1606 году открыли гроб царевича, и тогда нашли, что «в левой руке царевич держал полотенце, шитое золотом, а в другой — орехи», в таком виде его и постигла смерть. Царевич Димитрий был погребен в Угличе в дворцовом храме в честь Преображения Господня.
Но Господь, зрящий не на лица, а на помыслы, прежде даже нежели они созреют в деяния, произнес устами пророка Моисея: Мне отмщение, Аз воздам (Втор. 32, 35). И в другом месте: Что грех отцев взыщет на сынех до третьего и четвертого рода, милость же Его на тысячи родов (Исх. 20, 5–6). Он посетил дивными судьбами Своими всех, причастных к смерти Димитриевой. Одним именем мнимо воскресшего отрока поражен сам Борис на престоле и все его семейство. И князь Василий Шуйский, ближайший судья в смерти царевича, низложивший первого Лжедмитрия, сам низложен с престола во время смут второго; и опять тень царевича оказывается сильнее обладающего царя: сам он был невольно пострижен, как бы за невольное пострижение матери царевича и, как братья ее Нагие, терпел он с братьями своими долголетние узы и скончался в плену со всем своим родом, некогда столь могущим. Таковы были дела Божии в людех Своих.
Уже в царствование Бориса Годунова у гробницы благоверного царевича Димитрия стали совершаться исцеления больных. 3 июня 1606 года в царствование Василия Шуйского, при патриархе Ермогене, святые мощи страстотерпца были обретены нетленными и перенесены в собор во имя Архистратига Михаила в Москве митрополитом Ростовским и Ярославским Филаретом, отцом будущего царя Михаила Феодоровича Романова.
Побуждением к этому было желание, по выражению царя Василия Шуйского, «уста лжущия заградить и очи неверующия ослепить глаголющим, яко живый избеже (царевич) от убийственных дланей», ввиду появления самозванца, объявившего себя истинным царевичем Димитрием. Торжественно были перенесены святые мощи и положены в Архангельском соборе Московского Кремля, «в приделе Иоанна Предтечи, идеже отец и братия его». После многочисленных чудесных исцелений от святых мощей в том же 1606 году «составиша празднество царевичу Димитрию трижды в год — рождение (19 октября/1 ноября), убиение (15/28 мая), перенесение мощей к Москве (3/16 июня)». Русская Церковь благоговейно чтит память святого царевича Димитрия. Город Углич, почитающий святого царевича Димитрия своим особым небесным покровителем, к этим дням присоединяет еще 16 мая.
В этот день город Углич совершает так называемое «празднество плащанице святого царевича». Плащаница (пелена) с изображением святого царевича Димитрия была вышита его материю на прославленные его мощи и одр, на котором они были несены из Углича в Москву. Эта плащаница, а также образ святого царевича, «на доске писанный», были присланы из Москвы в Углич (вероятно, патриархом Ермогеном). Впоследствии «умысли чин духовный и граждане, да установят празднество плащаницы сей месяца мая в 16 день, носити вокруг дворца его и младенцы подносити, яко же и царевич имел семь лет с половиною, исправляя сие и до разорения Углича от Литвы». Праздник этот отличается глубоко умилительной торжественностью. В этот день после литургии вокруг «царевичева дворца» с торжественным крестным ходом обносились при пении тропаря царевичу плащаница и одр, на котором святые мощи царевича были несены из Углича в Москву, под плащаницу и одр угличские граждане все — без различия званий и состояний — почитали непременно своей обязанностью подвести или поднести своих детей, начиная с грудных и до восьмилетнего возраста. Глубокая вера, что злодейская рука убила только тело святого царевича, а святая душа предстоит престолу славы Царя Небесного, превращая день заклания, этот некогда ужаснейший день, в светло-радостный праздник — в «царевичев день»! День убиения святого царевича есть день его небесной радости, и свою небесную радость он сообщает детям, пришедшим на его праздник.
Святитель Димитрий Ростовский составил житие и описание чудесных исцелений по молитвам святого царевича Димитрия, из которого видно, что особенно часто исцелялись больные глазами.
В Угличе, на месте убиения святого царевича Димитрия, был построен храм его имени, который в народе получил название церковь царевича Димитрия на крови. В этом храме хранилось рукописное житие благоверного царевича, написанное святителем Димитрием, митрополитом Ростовским.
