Итак, петрашевцы ни разу не пошли дальше отвлеченных рассуждений, даже в теории не смогли договориться относительно создания настоящей организации. Их действия ограничивались одними намерениями. Не случайно впоследствии Петрашевский назовет судебный процесс 1849 года «proces de tendances» — «судом над намерениями».
Свою деятельность Петрашевский и его единомышленники считали абсолютно легальной. Тем не менее в ночь с 22 на 23 апреля 1849 года по доносу провокатора наиболее активные петрашевцы были арестованы. «Честь» раскрытия этого общества принадлежала чиновнику, специализировавшемуся по части политического сыска, действительному статскому советнику И. П. Липранди. К следствию по делу петрашевцев привлекли более 120 человек. Комиссия квалифицировала их деятельность как «заговор идей». Несмотря на это участники кружка были жестоко наказаны. Из 23 человек, преданных суду, 15 были приговорены к смертной казни через расстрел, 6 — к более мягким исправительным мерам, один (Черносвитов) оставлен «в сильном подозрении» и один приговор (над 19-летним Катеневым) отложен ввиду того, что обвиняемый подвергся «расстройству ума» и был отправлен в больницу Всех Скорбящих.
Лишь в последнюю минуту смертную казнь 15 петрашевцам отменили, заменив каторгой. Несмотря на это, им пришлось выдержать, как с содроганием вспоминал позднее Достоевский, «десять ужасных, безмерно страшных минут ожидания смерти». 22 декабря 1849 года приговоренные были привезены из Петропавловской крепости (где провели 8 месяцев в одиночном заключении) на Семеновский плац. Им прочли конфирмацию смертного приговора; подошел с крестом в руке священник в черной ризе, переломили шпагу над головою дворян; на всех, кроме Пальма, надели предсмертные рубахи. Петрашевскому, Момбелли и Григорьеву завязали глаза и привязали к столбу. Офицер скомандовал солдатам целиться… Фарс на Семеновском плацу был разыгран до конца (инсценировка расстрела очень выразительно описана Ф. М. Достоевским в романе «Идиот»). Один из приговоренных к расстрелу, Кашкин, вспоминал: «Когда привязанным к столбам и облаченным в саваны жертвам надвинули на глаза капюшоны, ни у кого уже не осталось сомнений, что казнь действительно совершится».
Петрашевцев судили на основании Свода военных постановлений, иначе говоря — сугубо военным судом, хотя осенью 1849 года Россия ни с кем не воевала и на ее территории действовали гражданские законы.
«Оказывается, нас судили!» — воскликнул в свое время один из декабристов, которых ни разу не вызывали в суд, но любезно пригласили для вынесения вердикта. Петрашевцы были лишены даже этой малости. О приговоре они услышали впервые на эшафоте — в виде неразборчивой скороговорки, стоя на 20-градусном морозе в ожидании смерти. В самом приговоре судьи тщательно перечислили статьи, на основании которых они вынесли свой вердикт и которые на эшафоте огласил аудитор. Никто из осужденных не получил на руки копию приговора. Затем всех осужденных отправили обратно в крепость, за исключением Петрашевского, которого тут же на плацу усадили в сани и с фельдъегерем отправили прямо в Сибирь.
