В первый раз цесаревич Николай Александрович, будущий царь Николай II, побывал в Тобольске ещё в 1891 году. Этот визит был вполне официальным. Наследник престола посетил столицу Сибири, город, прославленный завоеваниями Ермака, рождением великого учёного Дмитрия Менделеева и, конечно, знаменитыми ссыльными: Радищевым, Достоевским, декабристами (в Тобольске похоронен, к примеру, друг Пушкина Вильгельм Кюхельбекер), даже первым «неодушевлённым ссыльным» — угличским колоколом, поднявшим восстание в Угличе после загадочной смерти царевича Дмитрия. Николай оставляет памятный подарок городу о своём визите: личную подпись на табличке из мамонтовой кости и чернильное перо, также выполненное из бивня ископаемого животного. В 1917 году Николай Романов вернётся в Тобольск, уже с большой семьёй и почти взрослыми детьми, но теперь и сам в статусе ссыльного.
Царская семья отправилась в Тобольск как бы в ссылку. Керенский объяснял бывшему императору это решение заботой о безопасности членов его семьи: в Царском Селе контролировать ситуацию становилось сложнее, а в Сибири ситуация была более спокойной. Кроме того, в Тобольске был губернаторский дом, подходящий по статусу хоть и бывшим, но царственным особам.
В Сибирь отправились два царских поезда под японскими флагами, абсолютно секретно. Остановки совершали только на малых станциях, а длительные стоянки — в чистом поле. На станции Тюмень Романовых ожидали несколько пароходов, самого царя и его семью разместили на корабле «Русь» и отправили в Тобольск по реке. 6 августа 1917 года они уже были на пристани в сибирской столице, но дом, как выяснилось, был не готов. Покупка мебели у местных купцов и подготовка охранного периметра заняли у руководителя стражи Евгения Кобылинского около недели. Лишь 13 августа семья заселилась в некогда роскошный дом, ставший для Романовых хоть и комфортной, но всё же тюрьмой.
«Весь день прошёл как вчера и так же скучно», — пишет цесаревич Алексей в дневнике 22 ноября 1917 года.
О пребывании Николая Романова и его семьи в Тобольске осталось довольно много воспоминаний. Из Петрограда с ним приехала многочисленная свита (45 человек): камердинеры, несколько поваров, врач Евгений Боткин, учитель цесаревича Пьер Жильяр, няня Александра Теглева и многие другие. Часть людей разместилась вместе с семьёй в губернаторском доме, другая — в доме купца Корнилова, ставшем домом свиты, который располагался через дорогу, уже за пропускным пунктом. Связь с внешним миром у семьи была только через начальников стражи, некоторых священников и вот этих слуг, некоторых из них пропускали в дом и выпускали обратно. Распорядок дня, как следует из дневников цесаревича Алексея, не отличался разнообразием.
Во дворе был вырыт небольшой пруд, а зимой с помощью солдат, благосклонно настроенных к узникам, соорудили ледяную горку, дети от неё были в восторге. Стрелки, которые приехали из Петрограда для охраны царской семьи, делились на две группы. Часть их относилась к семье лояльно, Николай ходил иногда играть с ними в шашки и брал с собой либо сына Алексея, либо кого-то из дочерей. Другая часть даже не отвечала на приветствия бывшего царя. А детские качели, стоявшие во дворе губернаторского дома, довольно быстро покрылись, как писал потом следователь Николай Соколов, «отвратительными по цинизму надписями», сделанными явно не из любви к царским особам. Семья переносила это с терпением и научилась радоваться малому. С собой в ссылку они взяли фотоаппарат, и своими руками кто-то из дочерей или слуг делал фотографии, на которых изображены в том числе Николай Романов в шинели, с пилой и берёзовыми брёвнами или смеющийся Алексей Романов среди выгуливаемых во дворе кур и индюков (повар Иван Харитонов разводил их для кухни).
1 сентября 1917-го над Кобылинским, который командовал отрядом особого назначения, поставили комиссара — Василия Панкратова. Он относился к царской семье с вниманием, был вежлив и учтив, но помощник его Александр Никольский (оба эсеры) был ему полной противоположностью: человек очень грубый и злой. Однажды он накричал на цесаревича, когда тот пытался посмотреть через забор, сильно расстроив мальчика. Отношение к заключённым со стороны стражи ухудшалось по мере увеличения финансовых проблем: солдатам с перебоями платили суточные, обеспеченные Временным правительством, а пришедшие в октябре 1917 года к власти большевики и вовсе отказались выделять на это деньги. Доступ к личным счетам Романовых был закрыт. Большевики направляли на содержание семьи только проценты с этих счетов, при этом запретили слугам Романовых покупать продукцию у купцов. Заключённых фактически перевели на солдатский паёк.
Семье пришлось отказываться от многих привычек. Одной из таких была любовь к кофе, запасы его на складе повара заканчивались. Особенно тяжело это переносила Александра Фёдоровна, которая часто жаловалась на здоровье, и кофе помогал ей чувствовать себя лучше. Когда членам семьи предлагали выбрать напиток, то дети и Николай выбирали чай, чтобы кофе доставался Александре Фёдоровне.
В феврале 1918 года армия была распущена, следовательно, солдаты, обеспечивавшие охрану царской семьи, больше не несли этих обязанностей. У семьи царя были тёплые отношения с военнослужащими 4-го полка. Некоторые из солдат перед отъездом пришли лично проститься с императором, его супругой и детьми. В день организованного отъезда 4-го полка Николай Романов и Александра Фёдоровна поднялись на ту самую ледяную горку, построенную для детей, чтобы помахать рукой. На следующий день этой горки уже не было.
В музее семьи Николая II сохранили часть вещей, использовавшихся в быту Романовых в период тобольской ссылки. Сотрудник Тобольского музея-заповедника, экскурсовод Ирина Сергеева, на вопрос, какой из этих экспонатов кажется ей самым страшным, поправила: не страшный, но самый пронзительный. Это фотография цесаревича Алексея перед его отъездом из Тобольска. Последняя его фотография.
Для перевода в Екатеринбург семью разделили. Обострившаяся болезнь цесаревича не позволила ему переехать в назначенный большевиками день, и поэтому бывший император, императрица и одна из их дочерей отправились туда первыми. Приказ «прощайтесь» привёл к одной из самых драматических засвидетельствованных сцен. Никто не знал, увидятся ли они вновь, выживет ли Алексей, куда и зачем везут Николая и его супругу. Пьер Жильяр отмечает опухшие от слёз лица детей: прощались как будто навсегда. «Как бы ссылка» давно уже превратилась в настоящее унизительное заключение, и теперь всё шло к страшной развязке.