Но сия победа имела для него гибельные последствия. Напрасно он старался задобрить Кавгадыя: после битвы привел его с татарской дружиной в Тверь; затем одарил и отпустил с большою честью. Коварный татарин говорил ему льстивые слова, а в душе своей затаил жажду мести: вероятно, по татарским понятиям о чести, он в особенности питал злобу за отнятие у его татар многочисленных тверских пленников, которых те считали своей неотъемлемой добычей, своими рабами.
Посредником между Юрием и Михаилом на этот раз явился Новгород, куда ушел московский князь после своего поражения. Посольство новгородское с владыкой Давыдом во главе заключило новую договорную грамоту с тверским князем о своих границах, о свободном пропуске хлеба и прочем. Причем условлено было, чтобы оба соперника снова отправились в Орду и отдали свои споры на решение хана. Михаил обязался освободить из илена жену Юрия и его брата. К несчастью тверского князя, Кончака в это время умерла в Твери, и его враги распустили слух, будто она была отравлена. Михаил отправил в Москву своего боярина Марковича, вероятно, по поводу той же кончины. Юрий, не уважая обычаев, убил посла, а затем поехал в Орду вместе с Кавгадыем. Последний принялся вооружать Узбека против Михаила, взводил на него разные клеветы, между прочим, обвинял в утайке даней. Юрия и Кавгадыя поддерживали своими жалобами на тверского князя и послы новгородские. Между тем Михаил прислал в Орду юного сына Константина, а сам пока медлил своим приездом. И этим обстоятельством воспользовались его враги, указывая на его непокорность хану.
Наконец, в августе 1318 года Михаил Ярославич выехал из Твери, напутствуемый благословениями епископа Варсонофия и слезами своей семьи. Супруга его Анна Дмитриевна (дочь ростовского князя) и сыновья провожали его часть пути. Во Владимире он встретил ханского посла Ахмыла, который сказал ему: «Зовет тебя царь, поезжай скорее; если не поспеешь через месяц, то уже назначена рать на тебя и на твои города. Кавгадый оболгал тебя перед царем, говоря, что ты не приедешь в Орду». Слова эти смутили близких князю людей. Бояре стали советовать ему, чтобы он обождал, пока минет ханский гнев, и послал бы вместо себя одного из старших сыновей, Дмитрия или Александра, которые сопровождали отца до Владимира. Но Михаил отверг этот совет, чтобы не навлечь нового татарского разорения на свою землю. Он написал рядную грамоту, по которой разделил свои волости между детьми, и отпустил сыновей домой; а сам с несколькими боярами и слугами поехал в Орду, сопровождаемый своим духовным отцом, игуменом Александром, двумя священниками и дьяконом.
6 сентября князь достиг Орды, которая тогда кочевала около устьев Дона. Он, по обычаю, роздал подарки ханским вельможам и женам; поднес дары самому хану и сначала оставался в покое. Но Кавгадый, пользовавшийся особой милостью Узбека, не переставал действовать, и спустя полтора месяца хан велел своим вельможам разобрать дело Михаила Тверского с Юрием Московским. Судьи собрались в шатре, недалеко от ханской ставки, и позвали Михаила. Прежде всего ему объявлены были грамоты суздальских князей, возводивших на него следующее обвинение: «Многие дани брал в городах наших, а царю их не отдавал». Князь доказывал несправедливость обвинения и ссылался на записи всего того, что он роздал хану и князьям ордынским. Через неделю Михаила привели опять на суд, на этот раз уже связанным. К первому обвинению прибавили еще два: «Бился против царского посла и уморил супругу великого князя Юрия». Напрасно Михаил оправдывался, говоря, что посла встретил во брани, потом с честью отпустил его; клялся, что неповинен в смерти Агафии. Судьи не слушали его оправданий, а внимали обвинительным речам Юрия и Кавгадыя. Хану донесли, что Михаил повинен в смерти. Узбек согласился на этот приговор, но медлил его исполнением. Между тем к Михаилу приставили стражу и стали гнать от него бояр и слуг. На шею ему надели деревянную колодку, так что он не мог лечь и проводил бессонные ночи, во время которых находил утешение в чтении Псалтыря. Так как и руки его были связаны, то отрок сидел перед ним и перевертывал листы рукописи. Орда двинулась далее на юг, к Кавказским горам; впереди ее ехал хан со своим двором и забавлялся охотой. Однажды Кавгадый велел вывести узника на торг и разными способами надругался над ним в присутствии многочисленной разноплеменной толпы, которая с любопытством смотрела на такое унижение прежде сильного и славного русского князя. Верные слуги предлагали князю спасти себя бегством в горы; говорили ему, что уже готовы и кони, и проводники. Но Михаил отверг это предложение, чтобы не подвергнуть избиению своих бояр, слуг, своего сына и других тверичей, пребывавших в Орде. Он мог также опасаться, чтобы раздраженный хан и весь его род не лишил наследственной волости и не отдал ее другому князю.
Прошло около четырех недель со времени приговора. Орда перешла уже реку Терек и расположилась под городом Тетяковым, близ Железных Ворот (Дербента). Отогнавши от князя бояр и большую часть слуг, татары, по обычной своей веротерпимости, оставили при нем игумена и священников и не мешали им совершать божественные службы в княжьем шатре. 22 ноября 1318 года, в среду, Михаил велел им очень рано отпеть заутреню и часы; потом сам прочел причастное правило, исповедовал свои грехи духовному отцу и причастился. Князь, вероятно, был извещен своими доброхотами, что в этот день должна совершиться его казнь. Он подозвал к себе сына Константина и передал ему свои последние распоряжения о разделе вотчины, о своей супруге и боярах; поручил ему беречь тех, которые были с ним в Орде. Затем он снова стал облегчать свою скорбь чтением Псалтыря и молитвами.
Во время этих благочестивых занятий в его шатер вбежал отрок, весь бледный, и упавшим голосом объявил: «Господине княже! Идут уже от Орды Кавгадый и великий князь Юрий Данилович со множеством народа прямо к твоей веже».
«Ведаю, на что идут, на убиение мое», сказал со вздохом князь и отослал поскорее сына Константина к главной ханше, под ее покровительство.
Кавгадый и Юрий остановились на торгу в некотором расстоянии от вежи Михаила и сошли с коней, а к нему отрядили толпу убийц. Эти последние, в числе которых были и русские отступники, бросились на его вежу, как дикие звери, и разогнали всех служивших ему. Князь стоял и молился; сначала схватили за деревянную колодку, надетую на его шею, и так сильно ударили об стену шатра, что она проломилась. Князь вскочил на ноги; но его снова повергли на землю и принялись бить нещадно пятами. Наконец какой-то изверг, по имени Романец, вонзил ему нож в ребра и вырезал сердце. Убийцы разграбили все, что было в княжьем шатре, сняли с князя и саму одежду; потом воротились на торг и объявили об исполнении своего дела. Кавгадый и Юрий подъехали к шатру. «Разве он не дядя тебе; зачем же тело его так брошено нагое?» злобно заметил Кавгадый Юрию. Великий князь велел своим слугам прикрыть мученика, и один из них набросил на него свою котыгу (верхнюю одежду). Тело Михаила привязали к доске, положили на телегу и повезли на Русь, в сопровождении нескольких бояр и слуг Юрия. Когда они приехали в Маджары, довольно большой и торговый город на берегах реки Кумы, бывшие там русские гости, знавшие Михаила, хотели прикрыть его останки дорогими тканями и поставить их к церкви. Но жестокосердые московские бояре не допустили до этого, а поставили тело за сторожами в каком-то хлеве. То же самое повторили они и в другом городе, Бездеже. Наконец тело привезли в Москву и здесь схоронили.