В детстве перспективы Петра были весьма разнообразны. Он должен был унаследовать от отца герцогство Гольштейнское, а также его право на трон Швеции. По материнской линии он был единственным наследником мужского пола Петра Великого и, таким образом, являлся потенциальным претендентом на русский престол. Но после смерти его кузена царя Петра II Русский императорский совет проигнорировал притязания маленького гольштейнского принца, так же как и дочери Петра Елизаветы, и избрал на российский престол Анну Курляндскую. Гольштейнский двор, питавший большие надежды на связи маленького Петра с Россией, отреагировал с большой горечью. Вскоре после этого в Киле Россию стали высмеивать в присутствии мальчика как страну варваров.
Эти заманчивые перспективы предъявляли слишком высокие требования к маленькому Петру. Казалось, природа сыграла с ним злую шутку: ребенок, имевший близкую кровную связь с двумя могущественными соперниками в Великой Северной войне – он был внуком Петра, отличавшегося неукротимой энергией, и внучатым племянником непобедимого Карла, величайшего солдата своего времени, – оказался слабым, вялым и болезненным мальчиком, с выпученными глазами и провалившимся подбородком. Жизнь, которую ему приходилось вести, давивший на него груз ответственности оказались слишком тяжелым бременем. Под чужим руководством он безукоризненно исполнял бы свой долг. Он с удовольствием командовал бы полком. Но руководить целой империей или даже небольшим княжеством было ему не по силам.
Когда в 1739 году умер его отец, Петру было одиннадцать лет. Мальчик стал, пусть и формально, герцогом Гольштейнским. Вместе с герцогством сыну перешло право наследования шведской короны. Его дядя принц Адольф Фридрих Гольштейнский, лютеранский епископ в Эйтине, был назначен его наставником. Ожидалось, что епископ окружит заботой и опекой вверенного ему мальчика, который имел все основания претендовать на два трона, но Адольф, человек добродушный и ленивый, старательно уклонялся от своих обязанностей. Эта задача была перепоручена офицерам и наставникам, работавшим под командованием гофмаршала герцогского двора, бывшего кавалерийского офицера Отто Брюммера. Грубый, вспыльчивый сторонник строгой дисциплины обращался с юным правителем безо всякой жалости; учитель французского заметил, что Брюммер скорее «способен дрессировать лошадей, нежели воспитывать принца». Брюммер жестоко обращался с вверенным ему мальчиком: наказания, насмешки, публичные унижения и ограничения в еде – были его основными методами воспитания. Когда юный принц плохо выполнял уроки, что случалось довольно часто, Брюммер появлялся в столовой, где обедал принц, и угрожал, что накажет его, как только тот закончит обедать. Напуганный мальчик не мог продолжать трапезу, его тошнило, и он выбегал из-за стола. После этого наставник приказывал не давать ему еды весь следующий день. Все это время голодный ребенок должен был в обеденное время стоять у дверей с изображением осла, висевшим у него на шее, и смотреть, как едят его придворные. Брюммер часто порол мальчика розгами или хлыстом и заставлял часами стоять на сухом горохе мокрыми коленями, пока они не краснели и не распухали. Жестокость, которую так часто применял по отношению к нему Брюммер, привела к тому, что Петр превратился в неуравновешенного ребенка с нарушенной психикой. Он стал пугливым, лживым, озлобленным, хвастливым, трусливым, двуличным и жестоким. Он дружил лишь со слугами самого низкого положения, которых ему позволяли бить. Кроме того, он мучил животных.
Бессмысленная строгость Брюммера, его склонность к издевательствам над ребенком, который однажды мог стать королем Швеции или императором России, не поддавались объяснению. Если он надеялся жестоким обращением закалить характер мальчика, то результат оказался прямо противоположным. Жизнь Петра была очень тяжелой. Его ум восставал против любой попытки вбить в него знания или покорность посредством телесных наказаний или унижений. Отто Брюммер стал самым главным чудовищем за всю несчастливую жизнь Петра. Травмы, нанесенные его воспитанием, сказались на дальнейшей судьбе мальчика.
Незадолго до тринадцатилетия жизнь Петра круто изменилась. Ночью 6 декабря 1741 года его тетя Елизавета положила конец правлению маленького царя Иоанна VI и регентству его матери Анны Леопольдовны. Взойдя на трон, новая императрица первым делом вызвала к себе племянника Петра – своего единственного уцелевшего родственника мужского пола, которого она намеревалась сделать своим преемником. Приказ Елизаветы был исполнен, и ее племянника привезли из Киля в Санкт-Петербург. Елизавета ни с кем не советовалась и никому не говорила о своих намерениях до тех пор, пока мальчик не оказался в безопасности рядом с ней. Дипломаты, которым пришлось объяснять своим государям ее поведение, придумали следующие обоснования: они ссылались на угрозу, исходившую от сторонников Иоанна VI, а также отмечали привязанность Елизаветы к ее покойной сестре Анне. Упоминали они и о другом, менее благородном мотиве – чувстве самосохранения. Пока Иван находился под стражей, Петр являлся единственным соперником Елизаветы. Если бы он остался в Гольштейне и его притязания поддержали иностранные государства, это стало бы угрозой для Елизаветы. Но сделав его великим князем в России и предоставив ему возможность жить под ее присмотром, она могла полностью контролировать его поведение.