W kwietniu 1727 r. Katarzyna zachorowała na tyle poważnie, że sporządziła testament. Mienszykow czuwał przy cesarzowej. Pod jego wpływem Katarzyna na swego dziedzica wyznaczyła niespełna 12-letniego Piotra Aleksiejewicza pomijając swoje córki. Nowy cesarz miał poślubić Marię, córkę Aleksandra. W ten sposób książę miał sprawować władzę w Rosji jeszcze co najmniej kilka lat aż do pełnoletności swego przyszłego zięcia. Anna i Elżbieta błagały matkę, aby zmieniła decyzję, lecz umierająca cesarzowa z wdzięczności wobec swojego faworyta nie chciała ustąpić.
Piotr Tołstoj zebrał swoich zwolenników m.in. Antona Dewiera i Andrieja Uszakowa i chciał zabić Aleksandra, ten jednak ubiegł ich i uwięził za zgodą umierającej Katarzyny. Cesarzowa zmarła 6 maja 1727 r. o godzinie 9 wieczorem. Nie powtórzył się spór o sukcesję sprzed 2 lat, gdyż Aleksandr zastraszył wszystkich swoich przeciwników. Cesarzem został Piotr II.
Pod rządami Piotra II Tuż po pogrzebie Katarzyny odbyły się zaręczyny 16-letniej Marii i młodszego o 4 lata cesarza. Marię zaczęto tytułować Jej Cesarską Wysokością. Do Najwyższej Tajnej Rady dołączyły Anna i Elżbieta, a także mąż pierwszej z nich Karol Fryderyk, jednak nadal Mienszykow miał decydujący głos i zachowywał się despotycznie.