В те же дни Пушкина видели в книжном магазине: он спрашивал книгу о дуэлях. Встретившись за несколько дней до дуэли с баронессой Вревской в театре, Пушкин сам сообщил ей о своем намерении искать смерти. Тщетно та продолжала его успокаивать. Наконец, она напомнила ему о детях его. «Ничего, — раздражительно отвечал он, — император, которому известно мое дело, обещал взять их под свое покровительство». За несколько часов до дуэли, объясняя секунданту Дантеса Д’Аршиаку причины, которые заставили его драться, сказал: «Есть двоякого рода рогоносцы; одни носят рога на самом деле, те знают отлично, как им быть; положение других, ставших рогоносцами по милости публики, затруднительнее, я принадлежу к последним».
Условия дуэли были таковы: драться 27 января за Черной речкой возле Комендантской дачи. Оружием выбраны пистолеты, стреляться на расстоянии 20 шагов с тем, чтобы можно было сделать пять шагов к барьеру, никому не было дано преимущества первого выстрела: каждый мог сделать один выстрел, когда ему будет угодно. В случае промаха обеих сторон, дуэль должна быть возобновлена на тех же условиях. Личных объяснений между противниками не было. За них объяснялись секунданты. Шансов остаться в живых у Дантеса было мало. Пушкин был великолепным стрелком, попадал с приличного расстояния в мелкую монету. Француз Дантес, будучи кавалерийским офицером, лучше владел шашкой, чем стрелковым оружием. Французская дуэль в отличие от русской — это поединок на шпагах, а не на пистолетах. Дантес был много моложе Пушкина и значимого дуэльного опыта не имел. Дантес был близорук, Пушкин обладал хорошим зрением.
Дантес выстрелил первый и ранил Пушкина в живот. Собрав все силы, сделал свой выстрел и Пушкин. Когда Дантес упал от полученной контузии, Пушкин на минуту подумал, что он убит, и сказал: «Я думал, что его смерть доставит мне удовольствие, теперь как будто это причиняет мне страдание». Другие свидетели добавляют, что, когда он узнал, что Дантес только ранен, Пушкин прибавил: «Как только мы поправимся, снова начнем».
По дороге домой раненый Пушкин «в особенности беспокоился о том, чтобы по приезде домой не испугать жены, и давал наставления Данзасу, как поступить, чтобы этого не случилось…» Данзас через столовую пошел прямо без доклада в кабинет жены Пушкина. Она сидела со своей незамужней сестрой Александрой. Внезапное появление Данзаса очень удивило Наталью Николаевну, она взглянула на него с выражением испуга, как бы догадываясь о случившемся.
Она бросилась в переднюю, куда в это время люди вносили Пушкина на руках. Первые слова его к жене были следующие: «Как я счастлив! Я еще жив и ты возле меня! Будь покойна! Ты не виновата, я знаю, что ты не виновата…» (князь П. А. Вяземский).
Натали сделала несколько шагов и упала без чувств. Приехавший вскоре лейб-медик Арендт, осмотрев раненого, признал смертельную опасность. Он сказал об этом Пушкину и поехал с докладом к Государю. Пушкин просил передать ему, что он умирает и просит прощения за себя и за Данзаса.
Сознание того горя, которое он причинит жене и детям своею смертью, мучило его ежеминутно. «Она, бедная, безвинно терпит и может еще потерпеть во мнении людском», — говорил он доктору Спасскому.
Княгиня Вяземская «была с женою, которой состояние было невыразимо: как привидение, иногда прокрадывалась она в ту горницу, где лежал ее умирающий муж. Он не мог ее видеть (он лежал на диване лицом от окон к двери); но он боялся, чтобы она к нему подходила, ибо не хотел, чтобы она могла приметить его страдания» (Жуковский). Пушкин ждал приезда Арендта, говорил: «Жду слова от царя, чтобы умереть спокойно». На следующее утро он призывал жену, «но ее не пустили, ибо после того, как он сказал ей: «Арендт меня приговорил, я ранен смертельно», она в нервическом страдании лежит в молитве перед образами. Он беспокоился за жену, думая, что она ничего не знает об опасности, и говорит, что «люди заедят ее, думая, что она была в эти минуты равнодушною»: это решило его сказать ей об опасности» (А. И. Тургенев). Твердил Спасскому: «Она не притворщица, вы ее хорошо знаете, она должна все знать».
«Император написал собственноручно карандашом записку к поэту следующего содержания: «Если хочешь моего прощения и благословения, прошу тебя исполнить последний долг христианина. Не знаю, увидимся ли на сем свете. Не беспокойся о жене и детях; я беру их на свои руки». Пушкин был тронут, послал за духовником, исповедался, причастился и, призвав посланника государева, сказал ему: «Доложите императору, что, пока еще вы были здесь, я исполнил желание Его Величества и что записка императора продлит жизнь мою на несколько часов. Жалею, что не могу жить, — сказал он потом друзьям своим, окружающим умирающего, — отныне жизнь моя была бы посвящена единственно Государю». Жене своей он говорил: “Не упрекай себя моей смертью, это дело, которое касалось только меня”» (Н. А. Муханов).