Ce 30 décembre 1916, à Petrograd, il fut invité à un dîner chez le prince Youssoupov, sous prétexte de lui faire rencontrer une jeune personne que le prince poursuivait de ses assiduités. Au cours du dîner, tandis que Youssoupov dînait seul avec Raspoutine et que les autres conjurés attendaient à l’étage, on servit à Raspoutine plusieurs plats fortement épicés, trois gâteaux à croûte de chocolat et du vin, beaucoup de vin. Dans les gâteaux et dans le vin, il fut glissé une dose de cyanure de potassium suffisante, selon Youssoupov, pour tuer dix hommes. Pour atténuer le goût d’amande du cyanure il fut servi beaucoup d’alcool. Alors que le dîner s’achève, Raspoutine qui a englouti la nourriture sans paraître incommodé commence à réclamer davantage à boire, affirmant que son estomac le brûle et qu’il respire mal. Il boit beaucoup de vin pur, très vite, et se sentant mélancolique demande à Youssoupov de lui chanter en s’accompagnant d’une guitare des chansons tsiganes… Éberlué, le prince s’exécute, et Raspoutine se laisse aller à la tristesse.
Mais l'empoisonnement fut sans aucun succès : le cyanure avait été incorporé dans une pâte à gâteau, qui fut cuite, or la chaleur entraîna une réaction chimique de complexation entre le cyanure et le sucre (formation de cyanhydrate de glucose) qui le rendit inactif pendant quelque temps et ralentit fortement son effet. D'autres sources avancent que Raspoutine, se serait préparé à un éventuel empoisonnement par une pratique de mithridatisation.
 
À trois heures du matin enfin, Raspoutine paraissant somnoler, le prince Youssoupov pense que l'empoisonnement a échoué et monte à l'étage pour demander conseil à ses amis. Après avoir pensé à l’étrangler, Youssoupov descend décidé à utiliser son revolver. Youssoupov lui présente un crucifix en cristal, lui dit de prier et au moment où le moine entame son signe de croix, lui tire une balle en pleine poitrine. Raspoutine s’écroule. Les complices arrivent, on traîne Raspoutine hors de la pièce et de la peau d’ours sur laquelle il s’est effondré, et on ferme la porte à clef.
 
Plus tard, le prince, pris du désir de revoir sa victime, prend le pouls qu’il ne trouve pas, vérifie qu’il est bien mort. Mais au moment où il va sortir de la pièce, Raspoutine ouvre les yeux, et « bondit sur ses jambes, l’écume à la bouche » avant de tenter d’étrangler Youssoupov, tandis que « le sang coule de ses lèvres », et scande le prénom de son assassin, Felix. Pourichkévitch accourt au son des cris alors que Raspoutine tente de sortir de la maison : selon ses mémoires, il tire quatre coups de feu (dont un dans le dos et un dans l'arrière de la tête, tirés à distance alors que l'autopsie montre le contraire) et Raspoutine s’abat sur le perron
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[/size][size=1]Le corps est rapporté à l’intérieur et Youssoupov raconte : « ma tête éclatait, mes idées se brouillaient. La rage et la haine m’étouffaient. J’eus une sorte d’accès. Je me précipitai sur lui et commençai à le frapper avec une matraque de caoutchouc, comme si j’étais atteint de folie ». Un troisième tireur — l'autopsie montra qu'au moins trois pistolets différents furent utilisés —, plus expérimenté que les deux autres, tira précisément sa balle au centre du front à l'aide d'un revolver Webley. Une enquête basée sur les rapports du Secret Intelligence Service montre que les Britanniques redoutaient que Raspoutine veuille retirer les troupes russes de la première guerre mondiale et suggère que ce tireur est l'officier du renseignement anglais Oswald Rayner.[/size][size=1]
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Le corps fut enveloppé dans un drap, et les complices l’emmènent dans une île sur la Neva, l’île Petrovsky, d’où ils le lancèrent, du haut du pont dans la rivière glacée, fortement garrotté, en oubliant cependant de le lester. Il leur fallut encore descendre sur la glace qui recouvre la rivière, et trouver une brèche dans la couche gelée pour le glisser en dessous. C’est à cause d’une botte oubliée sur le pont qu’une enquête fut ouverte.
 
Il fut retrouvé le 1[/size][size=1]er[/size] janvier 1917, le cadavre fut remonté, gelé et recouvert d’une épaisse couche de glace entourant le manteau de castor de Raspoutine. L’autopsie révéla trois points d’impacts de balles, qui avaient traversé le cœur, le cou et le cerveau. On trouva dans l’estomac « une masse épaisse de consistance molle et de couleur brunâtre », sans doute le poison.  
 
Mais surtout, l’autopsie, faite quatre jours après sa mort, révéla cette chose inouïe, que Raspoutine n’était mort ni du poison, ni des balles, ni des commotions et des coups assénés — la présence d’eau dans les poumons prouve sans appel qu’il respirait encore au moment où on le jeta dans la rivière. Ligoté, enfermé dans une toile, et jeté encore vivant dans un trou de glace, où il mourut noyé ou de froid dans la petite Neva (Nevka). Plusieurs personnes ayant eu vent de la nouvelle vinrent récolter l'eau dans laquelle Raspoutine fut trouvé mort. Ils espéraient ainsi recueillir un peu de son pouvoir mystérieux.