Pero la política de Maximiliano resultó ser más liberal que lo que sus partidarios conservadores pudieron tolerar. Ello es así en parte por la propia estrategia de Napoleón III, que el 3 de julio de 1862 había dirigido al mariscal Forey instrucciones secretas que requerían evitar el dominio conservador del régimen, instaurando en cambio un gobierno moderado en el que estuvieran representadas todas las tendencias. Y también por el talante liberal de Maximiliano, que ya había manifestado al gobernar Lombardía en los años 1858 y 1859.[2] Un hecho que puso de manifiesto esa tendencia incompatible con los conservadores locales fue la negativa de Maximiliano a suprimir la tolerancia de cultos y a devolver los bienes nacionalizados de la iglesia, cuando el nuncio papal le requirió ambas decisiones. Gran parte de los conservadores mexicanos, decepcionados, retiraron su apoyo a Maximiliano, e inversamente, hubo liberales moderados que se aproximaron al nuevo régimen,[3] mientras que los liberales republicanos no por ello dejaron de persistir en la lucha por recuperar al país de un gobierno monárquico.
Los liberales buscaron por todos los medios la derrota del imperio. Encabezados por el Presidente Benito Juárez, permanecían firmes en la defensa de la República secular. Juárez gozaba del apoyo de los Estados Unidos, a quienes no convenía la presencia en América de un régimen apoyado por las monarquías europeas (una posición inspirada en la Doctrina Monroe), e hicieron cuanto pudieron por evitar que los conservadores mexicanos tuvieran éxito.
Al final, los cambios políticos a nivel internacional repercutieron en el Imperio Mexicano. Estados Unidos, que durante la mayor parte de esta época estaba enfrascado en su propia guerra civil entre los estados del norte y los del sur, había conseguido finalmente la paz, y estaba listo para apoyar al gobierno republicano de Juárez.
Napoleón III, por su parte, se enfrentaba a serias amenazas en Europa y requería que sus tropas regresaran al país galo. Con el apoyo económico de los estadounidenses a la facción republicana, y sin el apoyo francés ni conservador en el país, poco le quedaba por hacer a Maximiliano. Decidió enfrentarse a las consecuencias, desoyendo los consejos que le sugerían abdicar y regresar a Austria. Fue sitiado con los restos de su ejército y finalmente capturado en Querétaro por soldados del general Mariano Escobedo, como consecuencia de la traición del Coronel Miguel López.
Tras un juicio en ausencia, celebrado en el teatro municipal por un coronel y seis capitanes, sin derecho a apelaciones y con base en un interrogatorio que en su mayor parte el Emperador se negó a contestar, los revolucionarios lo condenaron a muerte. Fue fusilado en el Cerro de las Campanas de la ciudad de Querétaro el 19 de junio de 1867, junto con los generales conservadores Miguel Miramón y Tomás Mejía.
El Emperador de México, segundos antes de recibir las descargas del pelotón de fusilamiento (disparadas a un metro de distancia de su cuerpo), proclamó: "¡Mexicanos! Muero por una causa justa, la de la independencia y libertad de México. Ojalá que mi sangre ponga fin para siempre a las desgracias de mi nueva patria. ¡Viva México!". Asimismo se dice que pagó a cada uno de los verdugos con una moneda de oro para que no se le disparase a la cara, así podría ser reconocido por su madre.
Tumba de Maximiliano en la Cripta Imperial de Viena, AustriaSus restos fueron depositados al año siguiente en la Cripta Imperial de Viena de la Iglesia de los Capuchinos.