清廷抓获这位隐姓埋名60多年的前朝皇子之后，如临大敌，先在山东审讯，后押解至浙江与其他反清案犯对质，最后押送到北京。
经多方审讯，案情虽已大白，但刑部对此案的判语却说：虽然没有发现这个朱某人谋反的确凿证据，但不能说他没有谋反的企图，应当处以极刑，“以息乱阶”。然而，这毕竟不能堂而皇之地拿来作为处死前朝皇子的罪状，同时也跟清朝一贯标榜的优礼前朝宗室的官样文章相左。于是，朱慈焕后来竟被以“假冒前朝皇子”的罪名，于康熙47年秋在北京弃市。他的妻妾、儿媳、女儿已先自尽。可以说，这个罪名颇具讽刺意味。
据朱慈焕的供辞称：“康熙45年7月里，我把家眷搬到湖州长兴，因为当时宁波及镇海两处都在查拿，一步一步检查，于11月间查拿得越来越紧，我妻子六人所以都吊死了，把我三个儿子、一个孙子都拿去收监。”
朱慈焕死后，他的5个儿子和1个孙子也同时被处死，满门灭绝。据供称，崇祯帝的第四个儿子名叫慈焕，而不是慈炤，《明史》对这一事实的记载有误。朱慈焕也就是永王，而不是死于崇祯15年的皇五子。
真正的“朱三太子”仍然是个谜
而真正的皇三子定王，下落则比较模糊。《明史》记其名为朱慈炯，明朝遗民私史有记为“慈灿”的，清人编纂的《东华录》等史籍上都有这个名字，并说朱慈灿于康熙19年3月被清廷抓获，由清安亲王岳乐押解到北京审问，同样是以假冒前朝皇子的罪名被处死。
朱慈焕在他被审讯时提交的口供中称，有传言说他三哥死于甲戌年，至于三哥有没有儿女，他根本不清楚。这里所说的甲戌年就是康熙33年（1694年），并不是康熙19年，可以判断朱慈焕所说的这段传方可能更接近事实。不过，在没有更准确的史料揭示以前，朱由检第三子定王在明亡后的踪迹仍然是个谜，“朱三太子”若实指当正是此人。
