战的敌国互通讯息的证据，事情演变至此急转直下，国王的命运也就此底定。
十二月三日，雅各宾党的最高指导者罗伯斯庇尔在议会上支持圣茹斯特的主张，并加以补充，发表如下的演说：
「路易必须处死，国家才能生存。（略）对国民面言是背叛者、对人类而言是罪犯的国王，必须在那八月十日为自由而殉道的人们死去的地点，用他的生命去赎罪。」
一七九二年十二月十一日，国民公会开始进行路易十六世的审判，极力阻止处决的吉伦特派、和一心想要处死国王的山岳派爆发激烈辩论，到了翌年一月十五日，议会终于决定用投票方式议决以下三点议题：
「国王是否有罪?国会的决定是否要交由全体国民投票核可?国王应当负什么刑责?」
首先，全会一致同意路易十六世有罪，而国民投票核可这一项，则是以四百二十六票对二百七十八票被否决。最后，对国王应处以何种刑罚，则是以三百六十一票对三百六十票的一票之差，判定要处以死刑。
过去被视为神圣不可侵犯的王权。已经坠落到了谷底。为人和善的路易十六世如今得要承受王权带来的恶果。现在看来，我们只能说他生不逢时吧，偏巧不巧就活在这国家权力转移的巨变时代中。
死刑执行官山森
一般情况下，死刑执行官山森前往监狱押解死囚，会搭乘如同货车那样破烂的马车，载着囚犯前往刑场。可是这次不太一样，他迎接死囚的马车换成了有车顶的华丽马车，因为山森这回肩上担负着全巴黎市的重责，要载运前任国王到处决的刑场。
之所以如此隆重，并非出于对国王的敬意，而是要防范保皇党劫囚车救走国王。而处决的地点也和过去不同，改成了革命广场。革命广场比格列夫广场更为宽广，比较容易派兵警戒，而且，国王走到处刑台上之后，一眼就能望见他以前居住的杜乐丽宫。国民公会打算用这样的安排来宣示，国王必须为他执政所犯下的罪恶反省，然后付出性命作为代偿。
死刑执行官山森刚接到消息、得知至高无上的国王将由他来执行死刑时，的确受到很大的冲击。山森就和其它稳健派的人一样，认为废除王政就已经足够，并非一定要处死国王不可。
山森考虑干脆放弃这次任务，可是这么一来就侮辱了自己的家系，也会牵连到家族的成员。外头谣传有三千人准备要营救国王，他只希望这些人能动作快点。此外，山森心里也想过，如果处决当天刑场发生暴乱，他说不定能够偷偷救走国王。
国王和家人诀别
另一方面，当时被关在圣殿塔的王妃玛丽-安托瓦内特，在一月二十日得知丈夫被判有罪的消息。因为在外头大路上有卖报纸的小贩，吆喝着报纸的头条标题：「国民公会判路易-卡佩死刑定谳，判决通知本人后，将于二十四小时内行刑!」
当玛丽感到无依无靠而啜泣不止时，传来另一个令她意外的通知，原来国民公会准许「死囚路易-卡佩」在当天晚上和家人做最后的道别。
抱着忐忑不安的心，玛丽带着公主和年幼的王太子、跟随国王的妹妹一起走进餐厅。当路易十六世出现时，他们赶紧上前探视，谨慎的按捺住悲喜交集的心情，不让叫唤声传出圣殿塔。
在互相泣诉遭遇之后，路易十六世一五一十的说出了审判的整个过程。原来在审判庭上，他的堂弟菲利普和同党人士判处国王死刑。那位过去曾一同出游狩猎、在婚宴上和玛丽一起跳华尔兹的菲利普，竟然无情的宣告了他的死刑。
路易十六世一面安慰着哭泣不止的王太子，一面对他说：「绝不要想着为我报仇，听懂了吗?来，把手举起来，照我所说的发誓。」
过了两个钟头，到了晚上十点十五分，路易十六世起身离去。王妃悲痛的拉着丈夫的手，不想让他走，而公主则是当场晕厥倒地。
年幼的王太子走向狱卒，在他面前下跪哀求着：「请不要让我的父亲死去，请带我们去向巴黎的大官道歉。」
难过的王妃见了丈夫今生最后一面，回到自己的寝室，把王太子照顾入睡之后，她自己也累的倒在床上。不过，根据公主日后叙述，她说母亲一整夜都无法入眠，在床上颤抖不停。
路易十六世当天晚上则睡得比平常还要深沉，因为和家族诀别后，他和神父谈了很久很久。
隔天早上，侍从克雷利前来替暖炉加热，不慎弄出声响，才吵醒了路易十六世。这时已经过了清晨五点。
「我睡的真熟。也对啦，除此之外也别无他法了。」
国王一面和克雷利聊天，一面起床穿衣。他穿上白色衬衫、白色背心、灰色的半长裤、白色袜子。然后，国王把口袋里的东西部掏出来，放在暖炉上面。
打理好衣装之后，艾杰沃尔特神父走进来举行弥撒。房间里安静无声，路易十六世屈膝跪着听完整场弥撒。等弥撒结束后，路易十六世握住克雷利的手，表情激动的对他说：
「多谢你的照顾。我已经不再畏惧死亡了，我准备好要到神的国度去了。」
然后路易十六世把克雷利带到窗台边，告诉他：
「这包裹里装着全家人剪下的头发，请帮我拿给我的儿子。这个戒指要交给王妃，告诉她别离是很难受的一件事。我原本答应他们，今天早上还会去看大家，可是我不愿意再承受一次残酷的别离了。虽然，在还没有和家人拥抱前就离开人世，对我而言也是难以忍受……」
突然外头传来开门声和杂乱的脚步声，是国民卫队司令官桑德尔将军一行人，他们前来押解国王。
桑德尔将军走到国王面前，并没有脱帽致意。这个人原本是小镇的啤酒批发商，大革命之后一跃成为巴黎最受欢迎的人物。他率领着巴黎国民军的士兵，后头则是跟着自治市议会的委员和武装警察，整齐的排成两列。
「是来接我的吗。」
听到国王的问话，将军冷冷的点了一