تاریخ ۲۲ تیر ۱۲۸۸ هجری خورشیدی (۲۴ جمادی‌الثانی ۱۳۲۷ هجری قمری برابر با ۱۳ ژوئیه ۱۹۰۹ میلادی) محمدعلی‌شاه با فتح تهران توسط مشروطه‌خواهان، به سفارت روسیه در تهران پناهنده و در آن‌جا متحصن شد. نهایتاً توسط مجلس عالی از مقام سلطنت خلع و مجبور به ترک ایران شد. مجلس عالی پسر ۱۲ساله‌اش احمد را به سلطنت منصوب کرد و برای محمدعلی میرزا نیز مقرری برابر ۱۰۰ تومان در هر ماه در نظر گرفت.

پس از مدتی با کمک روس‌ها در صدد بازگشت و انتقام‌جویی و کسب مجدد قدرت برآمد که شکست خورد. وی به اودسا در اوکراین که آن‌زمان بخشی از روسیه بود، بازگشت و مقرری‌اش از سوی دولت ایران نیز قطع شد.

تزار روسیه کاخی را به مدت چند سال در اودسا در اختیار محمدعلی میرزا گذاشت. پس از آن ملک جهان زنش، قصر و باغ بزرگی در اودسا خرید و آن به شکل باغ‌های ایرانی درست کرد. محمدعلی میرزا از سال ۱۹۱۲ تا ۱۹۱۹ میلادی که انقلاب روسیه به اودسا رسید در آن باغ زندگی کرد.

وی سپس به بندر ساوونا در ایتالیا رفت و آنجا در سال ۱۳۰۴ هجری خورشیدی (سال ۱۳۴۴ هجری قمری) درگذشت. پیکرش را در کربلا دفن کردند.

شفق سرخ یکی از بلندگوهای صعود کازاک ها/کُساک‌ها به هنگام فوت محمد علی شاه به سادگی فقط نوشت: «محمد علی میرزا پادشاه مخلوع ایران در پاریس به مرض دیابت فوت شده‌است