Taht yarışında Şehzade Mustafa'nın bertaraf edebilmek için Sadrazam Damat Rüstem Paşa tarafından sahte mektuplar üretildiği düşünülür. Bu mektuplar, Şehzade Mustafa'nın babası hayatta iken onun tahtına göz diktiğini ve isyan hareketlerine destekte bulunduğunu gösterir niteliktedir. Başlangıçta iddialara inanmayan Kanuni kendisine bu tür şeyler ile gelmemelerini ister. Lakin Şehzade Mustafa da kendi yakınlarındaki devlet adamları tarafından kandırılmıştır. Devlet adamları Şehzadeye '' Hünkarımız tahtı size bırakacak lakin Rüstem Paşa buna engel oluyor. Siz en iyisi sakal bırakın ve tuğ dikin ki babanız niyetinizin olduğu anlasın ve tahtı size bıraksın'' gibi sözlerle kandırmaya çalışmışlardır. Şehzade Mustafa bu laflara inanıp dedikleri şeyi yapmıştır. Sakal bırakıp tuğunu dikmiştir. Sakal bırakmak şehzadelere yasaktır. Çünkü sakal padişah alametidir. Tuğ dikmekte padişah alametidir. Bu iki alametleri yerine getiren şehzade tahta gözü olduğunu dile getirmiş demektir. Minyatürlerde de görüldüğü gibi Şehzade Mustafa'nın sakalları vardır. Şehzade Mustafa bu oyuna kolay kanmanın sebebi ise geçmişteki örneği dedesi Yavuz Sultan Selim' dir. Sultan Selim de babası ile bir zaman savaştıktan sonra babasının isteği ile tahta çıkmıştır. Bunları öğrenen Sultan Süleyman en güvendiği din alimlerinden tavsiye istedi. Güvenilen bir kölenin efendisinin parasını irtikap ettiğine ve ona karşı bir tuzak kurduğuna ilişkin hayali bir hikayeyle buna karşı ne yapılması gerektiğini sordu. O dönemin alimlerinden olan Mehmet Ebussuud Efendi Süleyman'a şu cevabı vermiştir; "bu durumda köleye ölünceye kadar işkence yapılması uygundur". Bu ifade şeriata göre Şehzade Mustafa'nın devletin nizamı için katledilmesi münasiptir demektir.
1553 yılında Veziriazam Damat Rüstem Paşa İran seferi için hareketinden sonra Aksaray taraflarına gelince, orduyu durdurdu ve yeniçerilerin Şehzade Mustafa'ya yatkınlığı olduğunu ve askerin, ihtiyarlığı sebebiyle sefere çıkamayan padişahın Dimetoka da oturmasını, Mustafa'nın hükümdar olmasını istedikleri dedikodusunun yayılmakta olduğunu bildirmek için, sipahiler ağası olan, Kızıl Ahmedliler den Şemsi Ağa'yı (Şemsi Paşa) İstanbul'a yolladı ve padişahın bizzat askerin başında sefere çıkmasını arz ederek, Aksaray'dan ileri gitmeyip bekledi.
Padişah bunu haber alınca Rüstem Paşa'yı geri çağırdı ve 1553 Ağustos sonlarında kendisi İran seferine çıktı. Kütahya sancakbeyi Şehzade Bayezid' i Rumeli muhafazasında bulunmak üzere Edirne'ye gönderdi. 21 Eylül tarihinde Bolvadin'e varan orduyu Saruhan sancakbeyi Şehzade Selim i askerleriyle karşıladı, ertesi gün padişahın huzuruna çıkıp el öptü ve kendisinin de sefere iştirak etmesi emredildi. 5 Ekimde Konya-Ereğli yakınındaki Akhüyük köyüne varıldığında Şehzade Mustafa orada tüm mahiyetiyle birlikte çadır kurmuş halde orduyu karşıladı. Ertesi gün bütün devlet erkanı şehzadeye gelerek el öptüler, hepsine hil'atler giydirildi.
Oradan şehzade ata binerek padişahın makamına geldi, divanhanesine yakın bir yerde atından inerek yürüdü. Vezirler önüne düşerek Padişahın çadırı önünde onu selamladılar. Şehzade Mustafa babasının elini öpmek üzere otağ-ı hümayuna girdiğinde karşısında yedi dilsiz cellat onu karşıladı ve hemen üstüne atılarak boğmak istedilerse de Mustafa bunların elinden kurtulup kaçarken, dönemin güçlü güreşçilerinden biri olan ve saray hademeliği de yapan Zal Mahmud ağa yetişerek şehzadeyi yere düşürüp boğmuştur. Bazı rivayetlerde padişahın da bu sırada çadırda olup oğlunun katline nezaret ettiği, bir perdenin arkasında bulunduğu, veya oğlu ile konuştuğunu ifade edilir.
Şehzade Mustafa'nın katlinin hemen sonrasında mirahuru ile bir ağası daha götürülerek boyunları vurduruldu. Aynı sıralarda Kapıcılar Kethüdası gelerek Rüstem Paşa'dan Mühr-ü Hümayun'u aldı ve vezir Haydar Paşa'ya da azlini haber verdi. Bundan sonra mührü ikinci vezir Ahmet Paşa'ya vererek sadareti ni müjdeledi. Daha sonra Kazaskerlere eşlik eden ulemaya Şehzede'nin cenaze namazını kılmaları için Ereğli'ye gitmeleri tembih edildi, namazdan sonra da cenazesi alınarak Bursa'ya götürüldü. Şehzade'nin ordu yerindeki şahsi hazinesi, çadırları, hayvanları da devlet hazinesi tarafından el konulmuş, mahiyetindeki adamların çoğuna da tımar ve zeametler verilmiştir.Şehzade Mustafa'nın ölümü askerler ve halk arasında büyük tepki yarattı. Yeniçeriler, olaydan sorumlu gördükleri Rüstem Paşa'nın çadırına saldırdılar ancak onu bulamadılar. Matem göstergesi olarak öğlen yemeği yemediler ve Rüstem Paşa'nın azlini istediler .Kanuninin aynı gün içinde Rüstem Paşa'yı görevden alıp yerine Kara Ahmet Paşa'yı atamak zorunda kalmasının sebebi de bu baskı olarak görülmektedir. Başıbozuklar ayaklanıp kaç kere Rüstem Paşa'yı öldürmek istese de ya Şehzade Beyazıt tarafından ya da Sultan Süleyman'ın askerleri tarafından durdurulmuştur, Rüstem Paşa ise gizlice ordugahı terk edip İstanbul'a dönmüştür. Şehzade Mustafa ya çok düşkün olan Şehzade Cihangir de Sultan Süleyman ile sefere gitmiştir. Ağabeyinin ölüm haberini alınca çok üzülmüştür ve hasta olmuştur. Daha fazla dayanamamıştır ve Halep' de vefat etmiştir.
Şehzade Mustafa'nın katlinden sonra Konya'da olan annesi Mahidevran Sultan ve ailesi (eşleri, kızları ve oğlu Şehzade Mehmed) Bursa'ya gönderildi. Lakin Şehzade Mustafa'nın ölümünden sonra askerler arasında çıkan "Şehzade Mustafa öldüyse oğlu var, tahta o geçer!"dedikodularını işiten Kanuni torununun da boğdurulmasını emretti ve 7 yaşındaki Şehzade Mehmed babasının ölümünden bir süre sonra boğularak katledilip Şehzade Mustafa'nın yanına defnedildi. Şehzade Mustafa'nın türbesi 1555 veya 1556'da kardeşi II. Selim tarafından yaptırılmış olup, türbedeki kitabede, "Şah Selim bin ilan Süleyman emr edüp oldı hoş bu ravzâ-i cennet-nümâ /Dedi tarihin Edâyî bendesi merkad-i gülzâr-ı Sultan Mustafa" dizeleri bulunmaktadır.
