Мария-Антуанетта от имени короля обратилась за помощью к европейским монархам, в том числе и к своему брату Иосифу, австрийскому императору. Она же убедила короля бежать из Парижа за границу. План, подготовленный при участии фаворита королевы шведского полковника Ханса фон Ферзена, предполагал, что королевская семья доберется до австрийских Нидерландов (современная Бельгия). Затем король должен был вернуться в страну во главе армии, состоящей из эмигрантов и австрийцев. Неумело подготовленный побег состоялся 20 июня 1791 года. Через двое суток, ночью короля узнали в местечке Варенн, задержали и препроводили в Париж.

Правитель решил переждать трудные времена, сделав вид, что смирился с свершившимся. Демонстрируя покорность, он в сентябре 1791 года присягнул конституции. Это превращало Францию из абсолютной монархии в конституционную. В действительности же Людовик не мог смириться с тем, что из «короля волею Божией» превратился в «короля французов», признанного законодательством, утратив при этом множество привилегий: право вето, приостанавливающего постановления Законодательного собрания, назначения и отправки в отставку министров, главенства над армией и органами управления.

Король с облегчением воспринял объявление Австрией войны в апреле 1792 года, рассчитывая вернуть чужими штыками былой порядок. За время угрозы вторжения прусских и австрийский войск королевская семья в Тюильри дважды становилась объектом агрессии толпы. Короля и его жену обвиняли — и не без оснований — в содействии противнику. После второго бунта Людовика XVI с семьей заключили в башню Тампль. Вначале королевская особа была объявлена неприкосновенной, но вскоре его жребий оказался в руках радикалов, называемых якобинцами. Тем временем, спустя несколько недель после ареста короля, во Франции провозгласили республику. В конце года вопрос о дальнейшей судьбе Людовика XVI был вынесен на обсуждение Национального конвента — новой формы Народного собрания и республики. Устами Сен-Жюста якобинцы под предводительством Максимилиана Робеспьера добивались физической расправы над Людовиком Капетом — так называли лишившегося власти и свободы короля. В результате против Людовика возбудили сфабрикованное на собрании Конвента дело. В качестве улик были предъявлены письма, найденные в так называемом «железном шкафу» в Тюильри, свидетельствовавшие о контактах Бурбонов с представителями коалиции. Кроме того, короля безосновательно обвинили в том, что он спровоцировал кровопролития во время беспорядков, сотрясавших Париж с начала революции. Обвиняемому предоставили защиту и дали слово. Конвент вынес приговор на основании открытого поименного голосования, а значит — под давлением радикальных демагогов, собиравшихся в политических клубах, и их инструмента — простолюдинов Парижа. И хотя вину подсудимого признало подавляющее большинство депутатов, перевес выступавших за смертный приговор был невелик. Отвергнуто было выдвинутое депутатами, придерживавшимися умеренных взглядов, предложение провести референдум по вопросу утверждения приговора народом, что могло бы спасти голову Людовика, все еще пользовавшегося уважением подданных в провинции.

Короля обвиняли в покушении на свободу и безопасность нации. Его процесс начался 11 декабря 1792 года. 15 января после 24-часового голосования гражданин Луи Капет был признан виновным, а 17 января при-, говорен к смертной казни. Перед казнью король попытался обратиться к народу, моля Бога, чтобы его кровь не пала на всех французов, но голос его заглушили крики. Его последние слова были: «Граждане, я умираю невиновным!» Казнь состоялась 21 января 1793 года на площади Революции в присутствии порядка 200 тысяч безучастных парижан.

Мария-Антуанетта пережила мужа на несколько месяцев, которые она провела в тюрьме Консьержери. Якобинцы, пришедшие к власти летом 1793 года при поддержке умеренных жирондистов, отправили ее под трибунал, который вынес смертный приговор. Во время процесса и перед казнью на гильотине 16 октября 1793 года она держалась мужественно и с достоинством. В мае 1794 года казнили сестру короля Елизавету, которая вместе с королевской четой находилась в Тампле. Десятилетний дофин Людовик не вынес заключения и 8 июня 1795 года — уже после падения диктатуры якобинцев — умер от туберкулеза. Пошли слухи, что дофин жив, а похоронили тело другого мальчика. Это породило самозванцев, выдававших себя за Людовика XVII. Из всей королевской семьи выжила лишь дочь короля Мария-Терезия, которую австрийцы обменяли на французских пленных. В период реставрации монархии в 1814–1830 годах она вернулась во Францию и дожила до преклонных лет. В 1815 году тела Людовика XVI и Марии-Антуанетты были торжественно перенесены в базилику Сен-Дени, где покоятся другие французские короли.