15 мая произошел так называемый стрелецкий бунт. Милославские дали знать утром этого дня в стрелецкие слободы, что изменники задушили царя Ивана. Стрельцов звали в Кремль. В боевом порядке выступили стрелецкие полки в Кремль, успели занять кремлевские ворота, прекратили сношения Кремля с остальным городом и подошли ко дворцу. Во дворце собрались, услыша о приближении стрельцов, бояре, бывшие в Кремле, и патриарх. Из криков стрельцов они знали, зачем явилось стрелецкое войско, знали, что они считали царя Ивана убитым. Поэтому на дворцовом совете было решено показать стрельцам и Ивана, и Петра, чтобы сразу убедить их в полном отсутствии всякой измены и смуты во дворце. Царица Наталья вывела обоих братьев на Красное крыльцо, и стрельцы, вступив в разговор с самим Иваном, услышали от него, что «его никто не изводит, и жаловаться ему не на кого». Эти слова показали стрельцам, что они жертва чьего-то обмана, что изменников нет и истреблять некого. Старик Матвеев умелой и сдержанной речью успел успокоить стрельцов настолько, что они хотели разойтись. Но Михаил Юрьевич Долгорукий испортил дело. Будучи, после отца своего Юрия, вторым начальником Стрелецкого приказа и думая, что теперь стрельцы смирились совсем, он отнесся к толпе с бранью и грубо приказывал ей расходиться. Стрельцы, рассердясь и подстрекаемые людьми из партии Милославских, бросились на него, убили его и, опьяненные первым убийством, бросились во дворец искать других «изменников». Матвеева они схватили на глазах царицы Натальи и Петра (некоторые рассказывали, что даже выхватили из их рук) и рассекли на части; за Матвеевым были схвачены и убиты бояре князь Ромодановский, Аф. Кир. Нарышкин и другие лица. Особенно искали стрельцы ненавистного Милославским Ив. Кир. Нарышкина, способнейшего брата царицы, но не нашли, хотя обыскали весь дворец.
Убийства совершались и вне дворца. В своем доме был убит князь Юрий Долгорукий. На улице схвачен и потом убит Ив. Макс. Языков, представитель третьей дворцовой партии. Над трупами убитых стрельцы ругались до позднего вечера и, оставив караул в Кремле, разошлись по домам.
16 мая возобновились сцены убийства. Стрельцы истребили всех тех, кого сторона Милославских считала изменниками. Но желаемого Ив. Кир. Нарышкина не нашли и в этот день — он искусно прятался во дворце. 17 мая утром стрельцы настоятельно потребовали его выдачи, как последнего уцелевшего изменника. Чтобы прекратить мятеж, во дворце нашли необходимым выдать Ивана Кирилловича. Он причастился и предался стрельцам, его пытали и убили. Этим окончился мятеж.
Петр и его мать были потрясены смертью родных, ужасами резни, которая совершалась на их глазах, и оскорблениями, которые получали они от грубых стрельцов. Около них не осталось ни одного помощника и советника: все их сторонники были истреблены, а уцелевшие попрятались. У Милославских, таким образом, исчезли их политические противники. Хозяевами дел становились теперь они, Милославские; представительницей власти стала Софья, потому что Наталья Кирилловна удалилась от дел. В те дни ее грозили даже «выгнать из дворца». Вступление во власть со стороны Милославских выразилось тотчас же после бунта тем, что места, занятые прежде в высшей московской администрации людьми, близкими к Нарышкиным, еще до окончания бунта перешли к сторонникам Софьи. Князь В. В. Голицын получил начальство над Посольским приказом; князь Ив. Андр. Хованский с сыном Андреем стали начальниками Стрелецкого приказа (т. е. всех стрелецких войск). Иноземский и Рейтарский приказы подчинены были Ив. Мих. Милославскому.
Но, завладев фактически властью, уничтожив одних и устранив от дел других своих врагов, Софья и ее сторонники не заручились еще никаким юридическим основанием своего господствующего положения. Таким юридическим основанием могло быть воцарение царя Ивана и передача опеки над ним какому-нибудь лицу его семьи. Этого Софья достигла с помощью тех же стрельцов. Конечно, по наущению ее сторонников, стрельцы били челом о том, чтобы царствовал не один Петр, а оба брата. Боярская дума и высшее духовенство, боясь повторения стрелецкого бунта, 26 мая провозгласили первым царем Ивана, а Петра — вторым. Немедленно затем стрельцы били челом о том, чтобы правление поручено было, по молодости царей, Софье. 29 мая Софья согласилась править. Мятежных, но верных ей стрельцов Софья угощала во дворце. Таким образом партия Софьи достигла официального признания своего политического главенства.
Однако все население Москвы и сами стрельцы сознавали, что стрелецкое движение, хотя и вознаграждалось правительством, было все-таки незаконным делом, бунтом. Сами стрельцы поэтому боялись наказания в будущем, когда правительство усилится и найдет помимо них опору в обществе и внешнюю силу. Стараясь избежать этого, стрельцы требуют гарантий своей безопасности, официального признания своей правоты. Правительство не отказывает и в этом. Оно признает, что стрельцы не бунтовали, а только искореняли измену. Такое признание и было засвидетельствовано всенародно в виде особых надписей на каменном столбе, который стрельцы соорудили на Красной площади в память майских событий.
Постройка такого памятника, прославлявшего мятежные подвиги, еще более показала народу, что положение дел в Москве ненормально и что стрельцы, до поры до времени, единственная сила, внушающая боязнь даже дворцу. Этой грозной силой задумали воспользоваться некоторые расколоучители. Находясь под церковным проклятием (церковный собор 1666–1667 гг. изрек анафему на раскольников), раскольники задумали избавиться от проклятия и восстановить «старое благочестие» в русской церкви тем же путем, каким Милославские достигли власти, т. е. с помощью стрельцов. Расколоучители повели в стрелецких слободах деятельную и успешную агитацию для этой цели. Результатом ее было новое волнение значительной части только что успокоившихся стрельцов. Через своего начальника И. А. Хованского стрельцы требовали пересмотра вероисповедного вопроса. Хованский, несколько сочувствовавший раскольникам, дал ход этому требованию, и правительство, опасаясь отказом раздражить стрельцов, назначило на 5 июля в Грановитой палате дворца диспут между православной иерархией и расколоучителями. Этот диспут вызвал уличные беспорядки, на самом диспуте спорили долго и благодаря отсутствию определенного плана прений не пришли ни к какому результату. Тем не менее раскольники провозгласили победу. Масса московского населения, с напряженным вниманием ожидавшая исхода диспута, была введена в немалый соблазн рядом скандалов и отсутствием твердой власти, не смогшей поддержать порядка, и неизвестностью — где же церковная истина? Правительство же было смущено тем, что в этот день ясно увидело, как ненадежно стрелецкое войско: стрельцы оскорбляли Софью, когда она вмешивалась в диспут, поддерживали раскольников («променяли государство на шестерых чернецов», как выразилась Софья) и слушались обожаемого ими Хованского гораздо более, чем повиновались правительству. После диспута у Софьи стало две заботы: лишить раскольников стрелецкой поддержки и обуздать Хованского, который мог злоупотреблять привязанностью стрельцов. Первого Софья скоро достигла. Увещаниями и подачками она склонила стрельцов отстать от расколоучителеи. Одного из них казнила (Никиту Пустосвята), других сослала. Не так легко было свести счеты с Хованским.
Прямо сместить Хованского Софья боялась, потому что это могло раздражать стрельцов и повести к новым беспорядкам. Терпеть же его во главе военной силы казалось невозможным. Помимо того бестактного поведения, каким он отличался во время раскольничьего движения, Хованский вел себя дурно и в последующее время: он льстил стрельцам, уронил дисциплину; ходили слухи, что он грозил устранить Милославских от власти, во дворце даже говорили, что Хованский хочет завладеть царством для себя и для сына. И. М. Милославский так был напуган, что не жил в Москве, боялась и Софья. 20 августа вся царская семья уехала из Москвы, считая себя небезопасной в Кремле. После многих переездов из села в село, из монастыря в монастырь, Софья в селе Воздвиженском праздновала свои именины 17 сентября. Туда к этому дню съехалось много московской знати, и вот 17-го после обедни и приема поздравлений, цари с боярами «сидели» о деле Хованского. Боярская дума выслушала «доклад», или обвинительный акт, в котором Хованский был обвиняемв преступлениях по службе и в умысле на жизнь государей. Последнийпункт обвинений был основан на подметном письме, которое брошено было на имя государей у дворцовых ворот, а написано было, говорят, И. М. Милославским. Дума приговорила Хованского и сына его Андрея к смертной казни. Их арестовали недалеко от села Воздвиженского, доставили туда и в тот же день казнили. Суд, приговор и казнь последовали в один и тот же день, внезапно, неожиданно. Очевидно. Софья боялась помехи со стороны стрельцов; боясь их волнения, она 17 го же сентября известила их грамотой, что Хованские казнены, и прибавляла, что на самих стрельцах царского гнева нет.