Он правил чуть более полугода, а затем, в результате государственного переворота, организованного Екатериной, был свергнут. Он подписал официальное отречение от престола и даже написал своей супруге смиренное письмо, умоляя ее отпустить его в Европу. Но это не помогло: через несколько дней после своего отречения Петр Федорович был убит заговорщиками в загородном дворце в Ропше.
