И тогда Николай I, под знаменами которого уже собралось более 12 тысяч верных правительственных войск, принял тяжелое, но верное решение подавить гвардейский мятеж силой. В 16 часов дня правительственные войска открыли артиллерийский огонь по восставшим полкам, и через два часа мятеж был подавлен. По официальным данным, в ходе беспорядков на Сенатской площади погибло 80 человек, однако очевидцы тех событий называли совершенно иные цифры — от 200 до 1270 погибших.
Не успел сановный Петербург оправиться от шока, как в столице узнали о восстании Черниговского полка, поводом к которому стал арест руководителей Южного общества полковника П.И. Пестеля и генерала А.П. Юшневского. 29 декабря 1825 г. пять рот Черниговского полка, расквартированные в Трилесах и Василькове во главе с полковником С.И. Муравьевым-Апостолом и капитаном М.П. Бестужевым-Рюминым вышли походным маршем к Белой Церкви, где располагались Алексопольский и Ахтырский полки. Командиры этих и других частей 2-й армии, в частности генерал С.Г. Волконский и полковник А.Н. Муравьев, отказались поддержать восставших. В этой ситуации руководители восстания решили вернуться в Трилесы и оттуда совершить бросок на Житомир. 3 января 1826 г. у деревни Ковалевка Черниговский полк был расстрелян правительственными войсками генерала Ф.К. Гейсмара, все оставшиеся в живых участники военного мятежа были арестованы.
После подавления восстания декабристов было арестовано около 3 тысяч человек. Все нижние чины (более 2,5 тысяч человек) были биты шпицрутенами и сосланы в штрафные роты на Кавказ. А для расправы над членами тайных обществ по личному указанию Николая I были созданы Петербургская следственная комиссия во главе графом А.И. Татищевым и специальный Верховный уголовный суд, который возглавил М.М. Сперанский.
По разным оценкам, под следствием оказалось от 500 (М. Нечкина) до 316 (В. Федоров) человек. Виновными в организации заговора были признаны 289 человек, но из них только 121 человек были преданы Верховному уголовному суду. Все подсудимые, за исключением 5 человек, по степени своей вины и мере наказания были разделены на 11 разрядов: 1-й разряд (31 подсудимый) — к отсечению головы, 2-й разряд (37 подсудимых) — к вечной каторге в Сибирь и т. д. Пятерых подсудимых, а именно Павла Пестеля, Константина Рылеева, Михаила Бестужева-Рюмина, Сергея Муравьева-Апостола и Петра Каховского суд поставил вне разрядов и приговорил к четвертованию, замененному позднее повешением. Казнили осужденных 13 июля 1826 г. на кронверке Петропавловской крепости. Остальные декабристы, в том числе и те, кого первоначально приговорили к смертной казни (С.П. Трубецкой, Н.М. Муравьев, Е.П. Оболенский, И.И. Пущин и другие) были сосланы на каторжные работы в Сибирь, в действующую армию на Кавказ и т. д.