Убийство Мирбаха послужило сигналом к восстанию. Около пяти часов вечера левые эсеры взяли под стражу Ф. Э. Дзержинского, который приехал в штаб отряда ВЧК, находившийся в Трехсвятительском (ныне Большой Вузовский) переулке, чтобы арестовать террористов. Арестом Дзержинского они открыто противопоставили себя Советскому правительству. Вскоре мятежники арестовали М. Я. Лациса, назначенного во время ареста Дзержинского исполняющим обязанности председателя ВЧК, председателя Московского Совета П. Г. Смидовича и других большевиков.
Командир отряда ВЧК левый эсер Д. И. Попов отдал приказ занять обширный район Москвы между Курским вокзалом и Варварской площадью (ныне площадь Ногина). На улицы он выслал патрули, которые задерживали автомобили, арестовывали коммунистов. На Бульварном кольце мятежники начали рыть окопы, выставили заставы с пулеметами. Вечером левые эсеры захватили почтамт и телеграф и сразу же разослали по всей стране телеграммы, в которых объявляли себя правящей партией. Одновременно они выпустили воззвания с призывом к трудящимся встать на защиту Советской власти и социальной революции, подняться на восстание против международного империализма. Партия, выступившая против политики мира, одобренной съездом Советов, фарисейски клялась в верности Советской власти. В казармы были посланы агитаторы, чтобы привлечь красноармейцев на сторону восставших. Численность мятежников в ночь на 7 июля составляла около 1800 человек. Они имели на вооружении 6–8 орудий, 4 броневика.
Советское правительство, узнав о мятеже, немедленно приняло меры к организации его разгрома. Общее руководство ликвидацией мятежа осуществлял Ленин. Он распорядился задержать и обезоружить в Большом театре фракцию левых эсеров – делегатов V съезда Советов – во главе с их лидером М. А. Спиридоновой. Были приведены в боевую готовность воинские части. Военными руководителями операции по подавлению восстания Совнарком назначил председателя Высшей военной инспекции Н. И. Подвойского и командующего Московским военным округом Н. И. Муралова. Латышскими частями, участвовавшими в ликвидации мятежа, командовал И. И. Вацетис.
На рассвете 7 июля советские войска начали наступление по Бульварному кольцу и набережной Москвы-реки на позиции мятежников в районе Яузского и Покровского бульваров. Утром они освободили почтамт и телеграф, заняли Покровские казармы. Начался штурм штаба отряда мятежников, для чего пришлось применить артиллерию. После первых залпов восставшие стали разбегаться. В первом часу дня мятеж был подавлен, Дзержинский и другие находившиеся под арестом большевики вышли на свободу. В плен было захвачено около 300 мятежников. Вечером 7 июля ВЧК принял постановление о расстреле 13 участников мятежа, в том числе В. А. Александровича.
