Девочка росла болезненной и слабой, но была очень любима своей далекой бабушкой, которой не терпелось увидеть и «Катюшку-свет», и внучку. К 1722 году письма царицы Прасковьи становятся отчаянными. Она, чувствуя приближение смерти, просит, умоляет, требует, чтобы дочь и внучка были возле нее. Писала царица и Петру, прося его помочь непутевому зятю, а также вернуть ей Катюшку. Наконец, в августе 1722 года Екатерина с дочерью приехали из Германии в Москву, в Измайлово. Когда 14 октября 1722 года голштинский герцог Карл Фридрих посетил Измайлово, то он увидел там довольную царицу Прасковью в кресле-каталке: «Она держала на коленях маленькую дочь герцогини Мекленбургской — очень веселенького ребенка лет четырех». Снова Екатерина оказалась в привычном старом доме деда, среди родных и слуг. А за окнами дворца, как и в детстве царевны, шумел полный осенних плодов измайловский сад. О годах, проведенных Екатериной и ее дочерью после возвращения из Мекленбурга в Россию и до воцарения Анны Иоанновны в 1730 году, мы знаем очень мало. Не можем мы сказать определенно и о характере девочки. Известно, что принцесса вместе с матерью переехала из Измайлова в Петербург. Здесь 13 октября 1723 года царица Прасковья скончалась. Перед смертью, как пишет современник, она приказала подать себе зеркало и долго всматривалась в свое лицо.
Дела мекленбургского семейства после смерти царицы Прасковьи не пошли лучше. Стало известно, что муж Екатерины Карл Леопольд вступил в распрю с собственным дворянством и после долгой борьбы, в 1736 году, был лишен престола, арестован и кончил жизнь в ноябре 1747 года в темнице герцогского замка. С женой и дочерью он больше никогда не встречался. Девочка проводила все время с матерью, которая и при Екатерине I, и при Петре II оставалась в тени.
Так бы и пропали в безвестности имена наших героинь, как пропал уютный деревянный дворец в Измайлове, если бы в январе 1730 года на престол Российской империи не взошла сестра Екатерины Анна, тетка одиннадцатилетней мекленбургской принцессы. Став полновластной государыней, императрица Анна с неумолимой неизбежностью должна была решать проблему престолонаследия, но так, чтобы на троне не оказались потомки «лифляндской портомои» Екатерины I — цесаревна Елизавета Петровна или ее племянник, голштинский принц Карл Петер Ульрих, напомню — сын покойной старшей сестры Елизаветы Анны Петровны. Как известно, Анна не имела детей, по крайней мере, законнорожденных, и смерть ее могла открыть дорогу к власти как раз либо Елизавете Петровне, либо «чертушке» — голштинскому принцу, внуку Петра Великого. При этом сама императрица, давно состоявшая в интимной связи со своим фаворитом Бироном, замуж идти не хотела. Когда в 1730 году в Москве вдруг по собственной инициативе объявился жених — брат португальского короля инфант Эммануил, его подняли на смех и поспешно, одарив собольей шубой, выпроводили восвояси — никто в России даже представить себе не мог, чтобы у самодержицы-императрицы появился муж! Впрочем, как пишет саксонский посланник Лефорт, императрица Анна «после того, как ей принц Португальский предложил руку, удалилась и горько плакала». Зная печальную семейную историю Анны, мы можем отчасти понять причину этих горьких слез.
И тут возник довольно сложный, просто головоломный, вариант решения проблемы престолонаследия, который разработали хитроумный вице-канцлер Остерман и К. Г. Левенвольде. Анна согласилась на него. В 1731 году она потребовала от подданных, чтобы они присягнули в верности тому выбору наследника, который сделает государыня. Все подданные были обязаны, держа руку на Евангелии, повторить клятву за себя и своих наследников «в том, что [я] хощу и должен с настоящим и будущим моими наследниками не токмо Ея величества, своей истинной государыне императрице Анне Иоанновне, но и по ней Ея величества Наследникам, которые по изволению и самодержавнейшей ей, от Бога данной императорской власти определяемы и к восприятию самодержавного Всероссийского престола удостоены будут верным, добрым и послушным рабом и подданным быть». Удивляла в присяге форма будущего незавершенного времени: «определяемы», «удостоены будут». Подданные недоумевали: кто же все-таки будет наследником российского престола? Что это за тайна? Вскоре стало известно — и в этом-то и состояла хитроумность плана Остермана и Левенвольде, — что наследником станет будущий ребенок тринадцатилетней племянницы императрицы, принцессы Мекленбургской, и ее еще неизвестного будущего супруга.
По заданию императрицы Левенвольде немедленно отправился в Германию на поиски достойного жениха для юной мекленбургской принцессы. А в это время с самой принцессой начались волшебные перемены. Девочку забрали от матери ко двору тетки, назначили ей приличное содержание, штат придворных, а главное — начали поспешно воспитывать ее в православном духе — ведь теперь с ее именем была связана большая государственная игра. Обучением девушки занимался ученый монах Феофан Прокопович. В 1733 году некогда при крещении в Мекленбурге нареченная по лютеранскому обряду Елизаветой Екатериной Христиной принцесса получила то имя, под которым она вошла в русскую историю, — Анна, точнее, с прибавлением почему-то не первого (Карл), а второго имени отца — Анна Леопольдовна. У посторонних наблюдателей сложилось впечатление, что императрица удочерила племянницу и передала ей свое имя. Это не так, скорее всего Анна Иоанновна стала крестной матерью Анны Леопольдовны. Родная мать Екатерина Иоанновна присутствовала на торжественной церемонии крещения дочери 12 мая 1733 года, но буквально через месяц умерла. Все годы замужества Екатерина страдала серьезными женскими болезнями, у нее развилась водянка, и смерть пришла, когда ей было всего сорок лет. Мекленбургскую герцогиню похоронили рядом с матерью — царицей Прасковьей в Александро-Невском монастыре.
Она все же успела рассмотреть жениха, которого нашел Анне в Германии Левенвольде. Это был Антон Ульрих, принц Брауншвейг-Бевернский, девятнадцатилетний племянник австрийской императрицы Елизаветы — жены Карла VI. Он приехал 5 февраля 1733 года и попал сразу на праздник именин императрицы и — соответственно — своей невесты.
Принцесса Анна не производила выгодного впечатления на окружающих. «Она не обладает ни красотой, ни грацией, — писала жена английского резидента леди Рондо в 1735 году, — а ее ум еще не проявил никаких блестящих качеств. Она очень серьезна, немногословна и никогда не смеется; мне это представляется весьма неестественным в такой молодой девушке, и я думаю, за ее серьезностью скорее кроется глупость, нежели рассудительность». Иного мнения об Анне Леопольдовне был ее будущий обер-камергер Эрнст Миних, сын фельдмаршала. Он писал, что Анну считали холодной, надменной и якобы всех презирающей. На самом же деле ее душа была нежной и сострадательной, великодушной и незлобивой, а холодность служила лишь защитой от «грубейшего ласкательства», столь распространенного при дворе ее тетки. Так или иначе, некоторая нелюдимость, угрюмость и неприветливость принцессы бросались в глаза всем. Много лет спустя французский посланник Шетарди передавал рассказ о том, что герцогиня Екатерина была вынуждена прибегать к строгости против своей дочери, когда та была ребенком, чтобы победить в ней диковатость и заставить являться в обществе. Точное слово — «диковатость»! Впрочем, объяснение не особенно симпатичным чертам Анны Леопольдовны нужно искать не только в ее характере, данном природой, но и в обстоятельствах ее жизни, особенно после 1733 года.