พระเจ้าหลุยส์ที่ 16 ทรงถูกจองจำ ณ หอคอยต็องเปลอ โดยฌ็อง-ฟร็องซัว การ์เนอเร

พระเจ้าหลุยส์ทรงถูกจับกุมอย่างเป็นทางการในวันที่ 13 สิงหาคม 1792 และถูกส่งไปยังหอคอยต็องเปลอ ซึ่งเป็นป้อมปราการโบราณในกรุงปารีสที่เคยถูกใช้เป็นเรือนจำมาก่อน ต่อมาในวันที่ 21 กันยายน สมัชชาแห่งชาติจึงประกาศให้ฝรั่งเศสเป็นสาธารณรัฐและล้มล้างระบอบราชาธิปไตยลง พระเจ้าหลุยส์ทรงถูกถอดพระอิสริยยศและพระเกียรติทั้งหมด และตั้งแต่วันนั้นเป็นต้นมาทรงเป็นที่รู้จักในนามเยี่ยงสามัญชนว่า ซีโตย็อง หลุยส์ กาเป

ฝ่ายฌีรงแด็งตั้งใจที่จะกักขังอดีตกษัตริย์องค์นี้ไว้ เพื่อเป็นตัวประกันและตัวการันตีถึงอนาคตของตน แต่ฝ่ายกอมมูนและนักการเมืองหัวรุนแรงส่วนมาก ซึ่งภายหลังรวมกลุ่มกันขึ้นในนาม "ลามงตาญ" (La Montagne) มีความเห็นแย้งกับฝ่ายฌีรงแด็งและต้องการให้มีการสำเร็จโทษพระเจ้าหลุยส์โดยทันที แต่ด้วยพื้นเพเดิมของสมาชิกในกลุ่มส่วนมากมาจากอาชีพด้านกฎหมาย จึงยอมรับได้ยากหากจะสำเร็จโทษพระเจ้าหลุยส์โดยไม่ผ่านกระบวนการทางกฎหมายให้เป็นรูปธรรมบางอย่าง ทั้งหมดจึงลงคะแนนเสียงกันว่าให้ส่งอดีตกษัตริย์ไปสอบสวนต่อหน้าสภากงว็องซียงแห่งชาติ ซึ่งเป็นแขนงหนึ่งของสภาผู้แทนราษฎร การสอบสวนนี้ถูกมองจากหลายฝ่ายว่าเป็นตัวแทนของการปฏิวัติ การปฏิวัติที่ถูกมองว่ามรณกรรมของคนคนหนึ่งนำมาซึ่งชีวิตของอีกหลายคน แต่มิเชเลต์เห็นแย้งว่ามรณกรรมของอดีตกษัตริย์จะทำให้ผู้คนถือเอาว่าความรุนแรงคือเครื่องมือที่ทำให้ได้มาซึ่งความสงบสุข เขากล่าวว่า "หากเรายอมรับว่าคนหนึ่งคนสามารถเสียสละเพื่อความสุขของคนอีกหลายคนได้ อีกไม่ช้ามันก็จะกลายเป็นคนสองหรือสามคนก็สามารถเสียสละเพื่อความสุขของคนหลายคนได้เช่นกัน เช่นนี้ไปทีละเล็กทีละน้อย จนเรายอมที่จะเสียสละคนหลายคนเพื่อความสุขของคนหลายคนได้ในที่สุด"[40]

ในเดือนพฤศจิกายน 1792 เหตุอื้อฉาว อาร์มัวร์เดอแฟร์ (ตู้เหล็ก) เกิดขึ้น ณ พระราชวังตุยเลอรี เมื่อฟร็องซัว กาแม็ง ค้นพบและเปิดโปงว่ามีตู้เหล็กนิรภัยภายในห้องพระบรรทม ซึ่งภายในบรรจุเอกสารลับอยู่มากมาย ช่างทำกุญแจผู้ติดตั้งตู้เหล็กดังกล่าวจึงเดินทางไปยังปารีสในวันที่ 20 พฤศจิกายน เพื่อให้การกับฌ็อง-มารี โรล็องด์ รัฐมนตรีกระทรวงมหาดไทยจากฝ่ายฌีรงแด็งในขณะนั้น[41] ส่งผลให้พระเกียรติของพระองค์เสื่อมเสียลงไปอีก

ในวันที่ 11 ธันวาคม อดีตกษัตริย์ถูกนำพระองค์ออกจากจากหอคอยต็องเปลอ ผ่านฝูงชนผู้สังเกตการณ์จำนวนมากตามท้องถนนที่เงียบสงัด ไปยังสภากงซ็องซียงเพื่อรับทราบข้อกล่าวหาการเป็นกบฏต่อแผ่นดินและอาชญากรรมต่อประเทศชาติ ต่อมาในวันที่ 26 ธันวาคม ที่ปรึกษาส่วนพระองค์ เรย์ม็งด์ เดอ เซส นำคำตอบรับของพระเจ้าหลุยส์ต่อคดีความภายใต้ความช่วยเหลือของฟร็องซัว ตรงเชอต์ และกีโยม-เครเตียง เดอ ลามัวญง เดอ มาลแซบ์

การสำเร็จโทษพระเจ้าหลุยส์ที่ 16 ณ ปลัสเดอลาเรวอลูซียง แท่นอนุสาวรีย์ที่ว่างเปล่าขวามือของภาพเคยเป็นฐานของพระราชานุสาวรีย์พระเจ้าหลุยส์ที่ 15 พระอัยยิกาในพระเจ้าหลุยส์ที่ 16 ซึ่งถูกทำลายลงในช่วงของการปฏิวัติ

	Paul Wranitzky: "Funeral March for the Death of the King Louis XVI" from the Symphony Op. 31 "The Revolution" or "La Paix", Mov. 2 Pt. 2. Porticodoro / SmartCGArt Media Productions – Classical Orchestra.
หากมีปัญหาในการเล่นไฟล์นี้ ดูที่ วิธีใช้สื่อ

ในวันที่ 15 มกราคม 1793 มีการจัดประชุมสภากงว็องซียงและมีสมาชิกเข้าร่วมจำนวน 721 คน เพื่อลงคะแนนเสียงในคดีความดังกล่าว ผลของการลงคะแนนเป็นที่ทราบแน่ชัดมาก่อนหน้านี้แล้ว จากหลักฐานมากมายที่บ่งชี้ว่าพระเจ้าหลุยส์ทรงร่วมมือกับชาวต่างชาติให้รุกรานประเทศชาติของพระองค์ ด้วยคะแนนเสียงว่าทรงมีความผิดจริง 693 เสียง งดออกเสียง 23 เสียง และไม่มีสมาชิกคนใดลงคะแนนให้พระองค์ทรงพ้นจากความผิด ในวันถัดมามีการลงคะแนนเสียงอีกครั้งในประเด็นวิธีการสำเร็จโทษของพระเจ้าหลุยส์ และผลที่ออกมาสูสีกันมากเนื่องจากเป็นการลงคะแนนตัดสินใจที่สำคัญและละเอียดอ่อน สมาชิกลงคะแนนเสียงจำนวน 288 เสียง ต่อต้านการปลงพระชนม์และเลือกวิธีการสำเร็จโทษรูปแบบอื่น ส่วนมากเห็นชอบให้คุมขังหรือเนรเทศพระองค์ ซึ่งสมาชิกอีกจำนวน 72 เสียงสนับสนุนให้มีการปลงพระชนม์ แต่ให้ชะลอโทษดังกล่าวออกไปด้วยเงื่อนไขต่าง ๆ นานา ในขณะที่อีก 361 เสียงลงคะแนนให้ปลงพระชนม์ในทันที หนึ่งในจำนวนเสียงนั้นก็คือ ฟีลิป เอกาลีเต อดีตดยุกแห่งออร์เลอ็อง ผู้เป็นพระญาติของพระเจ้าหลุยส์ สร้างความขมขื่นในหมู่ฝ่ายกษัตริย์นิยมของฝรั่งเศสในอนาคตอย่างมาก ซึ่งในท้ายที่สุดเขาเองก็ถูกประหารด้วยเครื่องกีโยตินในช่วงปลายปี 1793

ในวันถัดมา คำอุทธรณ์ในโทษประหารชีวิตของพระเจ้าหลุยส์ถูกปฏิเสธด้วยคะแนนเสียง 380 ต่อ 310 เสียง ส่งผลให้ต้องมีการสำเร็จโทษด้วยการปลงพระชนม์ในทันที และคำตัดสินดังกล่าวถือว่าเป็นที่สิ้นสุดแล้ว วันจันทร์ที่ 21 มกราคม 1793 พระเจ้าหลุยส์ที่ 16 ถูกสำเร็จโทษจากการบั่นพระเศียรด้วยเครื่องกีโยติน ณ ปลัสเดอลาเรวอลูซียง ผู้สำเร็จโทษนามว่า ชาลส์ อ็องรี ซ็องซง ให้การว่าทรงยอมรับชะตากรรมของพระองค์อย่างกล้าหาญ[42]

ขณะที่ทรงถูกนำพระองค์ขึ้นไปบนนั่งร้าน ทรงมีท่าทีที่สง่างามแต่ปล่อยวาง ทรงมีพระดำรัสสั้น ๆ ถึงความบริสุทธิ์ของพระองค์ ("ข้าพเจ้าขออภัยท่านเหล่านั้น ผู้เป็นเหตุแห่งมรณกรรมของข้าพเจ้า....")[43] ทรงประกาศว่าบริสุทธิ์จากอาชญกรรมทีทรงถูกกล่าวหา และภาวนาว่าพระโลหิตของพระองค์จะไม่ไหลหลั่งลงบนผืนแผ่นดินของฝรั่งเศส[44] ผู้ร่วมในเหตุการณืหลายคนให้การว่าพระเจ้าหลุยส์ที่ 16 ประสงค์ที่จะมีพระดำรัสมากกว่านี้ แต่อ็องตวน-ฌอเซฟ ซงแตรร์ นายพลจากกองทหารักษาการณ์แห่งชาติ (การ์ดนาซียงนัล) ระงับพระดำรัสและสั่งให้พลทหารรัวกลอง จากนั้นพระเจ้าหลุยส์จึงถูกนำพระองค์ไปบั่นพระเศียรอย่างรวดเร็ว[45] ผู้อยู่ในเหตุการณ์บางรายกล่าวว่าใบมีดไม่ได้หั่นพระศอ (คอ) ให้ขาดออกจากพระวรกายในคราวแรก บ้างก็กล่าวว่าทรงเปล่งเสียงร้องด้วยความตกใจหลังจากที่ใบมีดถูกปล่อยลงมา แต่คำกล่าวนี้ไม่น่าจะมีมูลความจริงเนื่องจากใบมีดควรจะหั่นสับพระปิฐิกัณฐกัฐิ (กระดูกสันหลัง) ไปก่อนแล้ว อย่างไรก็ตาม เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปถึงคำกล่าวอ้างที่ว่า ในขณะที่พระโลหิตของพระเจ้าหลุยส์หยดลงสู่พื้นดิน ผู้คนจำนวนมากนำผ้าเช็ดหน้าของตนไปรองรับพระโลหิตดังกล่าว[46] เนื่องจากมีการพิสูจน์ทราบในภายหลังเมื่อปี 2012 ด้วยการเปรียบเทียบรหัสพันธุกรรม (ดีเอ็นเอ) จากพระโลหิตที่คาดว่าได้มาจากการบั่นพระเศียรพระเจ้าหลุยส์ที่ 16 กับตัวอย่างเนื้อเยื้อจากมัมมี่พระเศียรที่เชื่อว่าเป็นของพระเจ้าอองรีที่ 4 โดยตัวอย่างพระโลหิตดังกล่าวได้มาจากน้ำเต้าแกะสลักเพื่อเฉลิมฉลองวีรบุรุษจากการปฏิวัติ ซึ่งตามตำนานกล่าวว่าเคยถูกใช้เป็นภาชนะสำหรับบรรจุพระโลหิตของพระเจ้าหลุยส์[47]