Тепло родного дома, заботы родителей, любовь ближних. Но так ли безоблачно детство Сергея? Вот редкая семейная фотография: Александр II снялся со своими детьми. Сергею четыре года, он сидит на коленях у отца, настороженно глядя в объектив. Увы, построенная фотографом сцена далека от реальности — семья редко собирается вместе, а с младшими детьми император и подавно общается от случая к случаю. Такова плата за исключительно высокое положение русского самодержца, включающая и давление государственных забот, несомых каждый день, и требования строгого этикета. Немного повзрослев, сын воспринимал подобное положение как данность, понимая, что значит его отец для России, и искренне восхищаясь им. Однажды во время игры, когда потребовалось назвать самого любимого из всех знаменитых русских людей, Сергей, не задумываясь, сказал: «Папа».
Уже в свои первые сознательные годы Великий князь соприкасается с проводимой отцом политикой. Причём именно он, единственный из сыновей Александра II, становится очевидцем впечатляющих московских торжеств, ознаменовавших великую реформу 1861 года. 5 марта, в Прощёное воскресенье, в обеих столицах был обнародован подписанный императором 19 февраля Манифест об отмене крепостного права. Осуществилось долгожданное чаяние народа — Россия вступила в новую эпоху, открывавшую для неё необозримые перспективы. Ещё не понимая всей значимости события, Сергей оказался в самом центре одного из величайших свершений русской истории. С восхищением маленький царевич наблюдал за ликованием людей, впитывая проявлявшееся повсюду чувство единства Государя и народа. Он восторгался своим отцом, образ которого осенялся поистине неземным ореолом. Однако то, что императорский венец — это, прежде всего, ни с чем не сравнимая ответственность и всепоглощающая работа, он начнёт понимать уже вскоре, причём не только со слов воспитателей. Станет ясно и то, что высочайшая честь быть сыном Русского Монарха налагает на него самого соответствующий долг, следовать которому — цель и смысл жизни. Это Великий князь усвоит раз и навсегда.
Постепенно складывались убеждения, формировался характер. Однако если присмотреться к их истокам внимательнее, станет заметным большое влияние матери, чей образ всегда оставался для Сергея особенно чтимым. Он рос под её постоянной опекой, ибо, несмотря на правила придворного этикета, отношения императрицы с младшими детьми были самыми близкими и доверительными. В этом, по выражению графини Толстой, «совершенно исключительном токе нежности» Сергею принадлежала наибольшая доля. Как уже отмечалось, Мария Александровна приняла непосредственное участие в воспитании Сергея и пользовалась любой возможностью, чтобы побыть с ним вместе: помогала сыну решать его житейские проблемы, всегда искренне радовалась его успехам. Он отвечал ей глубокой любовью, привязанностью и полным доверием. С возрастом Великий князь некоторыми чертами лица стал очень походить на мать, а приближённые к императрице люди отмечали, что даже почерк Сергея похож на материнский. Но более всего сын напоминал Марию Александровну своим душевным складом — точно также проявлял смирение в тяжёлых жизненных испытаниях, так же молчаливо переносил удары судьбы, так же одиноко чувствовал себя в окружающем мире.
Сергей боготворил её всю жизнь. В детстве для маленького царевича не существовало более ужасного проступка, чем тот, что мог расстроить «дорогую Мама», а материнская похвала всегда представляла собой наилучшую из наград. Повзрослев, он сохранил эти чувства и старался как можно чаще доставлять матери радость. Когда же обстоятельства вынуждали их на время расстаться, Сергей постоянно думал о ней и первым же делом по возвращении спешил увидеть и утешить свою бесценную матушку.