เมื่อจักรพรรดินีเอลิซาเบธสวรรคตในวันที่ 5 มกราคม ค.ศ. 1762 พระองค์ก็ทรงบริหารจักรวรรดิแบบตามอำเภอใจ ทรงถอยทัพขณะบุกปรัสเซียที่พระองค์รัก ทรงเปลี่ยนเครื่องแบบราชสำนักรัสเซียให้กลายเป็นสีของทางราชสำนักปรัสเซีย สร้างความไม่พอใจให้ทั้งกองทัพ ประชาชนชาวรัสเซีย พวกขุนนาง แม้แต่แคทเธอรีนด้วย และเมื่อถึงขีดสุด วันที่ 9 กรกฎาคม ค.ศ. 1762 หลังจากที่ปกครองจักรวรรดิได้เพียงแค่ 6 เดือน ก็ทรงถูกแคทเธอรีนยึดอำนาจอธิปไตยทั้งหมด และถูกนำตัวไปกักขังในคุกชานกรุงเซนต์ปีเตอร์เบิร์ก หลังจาก 3 วันหลังยึดอำนาจกองทัพก็ได้พระกาศให้แคทเธอรีนเป็นพระจักรพรรดินีองค์ต่อไป