Отрицательное отношение воспитателей голштейнского принца к России объясняется тем, что мальчика начали готовить к принятию шведской короны, потеряв всякую надежду на воцарение его в далекой «Московии". Правда, о Карле Петре Ульрихе в Петербурге помнили, и его имя нередко всплывало в различных политических планах. Существование вдали от России претендента на царский трон беспокоило императрицу Анну Ивановну, говорившую: „Чертушка в Голштинии еще живет“. Опасения оказались не напрасны: потомки Петра Великого вернулись на политическую авансцену, когда исторические судьбы России и Швеции вновь пересеклись и в Петербурге началась подготовка дворцового переворота.
В июле 1741 года Швеция при поддержке союзной с ней Франции развязала войну против России под предлогом защиты прав на престол Елизаветы Петровны и ее племянника. Шведы даже хотели взять Карла Петра Ульриха в свою армию, рассчитывая, что присутствие в ней внука Петра I деморализует русские войска и поможет свергнуть правительство Анны Леопольдовны в результате интервенции. Этим планам не суждено было осуществиться, поскольку дядя юного голштейнского принца не дал согласия на участие его в подобной авантюре, а Елизавета Петровна сумела захватить престол без помощи шведского оружия.
Новая императрица поспешила вызвать племянника в Россию. Седьмого февраля 1742 года он прибыл в Петербург и был радушно встречен Елизаветой, обещавшей стать ему второй матерью. Через три дня двор с пышностью отпраздновал четырнадцатилетие голштейнского принца. Императрица приняла решение объявить его наследником престола, но до этого ему предстояло перейти в православие.
Радость Елизаветы Петровны от встречи с сыном любимой сестры несколько омрачалась заметными странностями в характере, манере поведения и даже внешности племянника. Небольшого роста, чрезвычайно бледный и худощавый, с напудренными белокурыми волосами, он выглядел моложе своих лет и казался слабым и болезненным ребенком. Держался он вытянувшись, как оловянный солдатик, и говорил чересчур громко, даже крикливо, пытаясь изъясняться на ломаном французско-немецком языке. Императрица особенно поразилась недостаткам его умственного развития и обратила преимущественное внимание на образование мальчика. Русским послам за границей было предписано разыскать и прислать в Петербург описания лучших систем воспитания, однако выбор Елизаветы Петровны в конце концов остановился на педагогическом труде, написанном в России. Автором его был член Петербургской академии наук Яков Яковлевич Штелин, носивший странное для современного читателя звание ординарного профессора поэзии и элоквенции (красноречия). Разработанная им система педагогических приемов позволяла осуществлять преподавание как бы незаметно, при наименьших усилиях ученика. Знакомя академика с Карлом Петром Ульрихом, Елизавета Петровна сказала племяннику: «Я вижу, что ваше высочество должны еще многому научиться, и господин Штелин будет так приятно учить вас, что его учение покажется для вас забавою». Проэкзаменовав юного герцога в присутствии императрицы, Штелин обнаружил у него полное отсутствие каких-либо знаний, кроме посредственного владения французским языком. Однако академик обратил внимание на его удивительно цепкую память, интерес к форме предметов и страсть ко всему военному. Эти особенности умственного склада ученика Штелин использовал в процессе обучения. Все учебные пособия снабжались планами и картинами преимущественно военного содержания; русской истории мальчика обучали с помощью коллекции медалей и монет, а географии — посредством планов и описаний военных крепостей от Риги до южных и восточных границ России. Три раза в неделю Штелин читал своему ученику иностранные газеты и показывал упоминаемые в них страны на глобусе и картах. Затем он отправлялся с ним на прогулку и продолжал обучение на ходу, используя для наглядности встречающиеся по дороге предметы или явления: например, цветы и деревья способствовали получению «натуральных знаний», а дворцовые постройки иллюстрировали основы архитектуры. Процесс обучения Штелин фиксировал в особом журнале, благодаря чему до нас дошли уникальные сведения о характере, способностях и особенностях умственного развития будущего российского императора. Кроме того, Штелин оставил чрезвычайно интересные записки о жизни Петра III от рождения до свержения его с престола. Вот несколько замечаний академика по поводу ученика:
«От природы судит довольно хорошо, но привязанность к чувственным удовольствиям более разстраивала, чем развивала его суждения, и потому он не любил глубокого размышления».
«Любит музыку, живопись, фейерверк и проч.».
«Боялся грозы. На словах нисколько не страшился смерти, но на деле боялся всякой опасности. Часто хвалился, что он ни в каком сражении не останется позади…»
«Он всегда чувствовал страх при стрельбе и охоте, особенно когда должен был подходить ближе. Его нельзя было принудить подойти ближе других к медведю, лежащему на цепи, которому каждый без опасности давал из рук хлеба».
Бросается в глаза одно из проявлений противоречивой натуры будущего императора: он мечтал о полководческой славе, но при этом отличался странной в его возрасте робостью. Но еще важнее замечание об особенностях умственного склада юноши, которое многое прояснит впоследствии.
Помимо академика, у мальчика были другие учителя и наставники, Много внимания уделялось его обучению русскому языку. Благодаря прекрасной памяти он быстро научился говорить, но никогда не знал язык как следует и плохо писал, предпочитая для этой цели французский. Особенно Карл Петр Ульрих ненавидел занятия с балетмейстером, но они были совершенно необходимы при дворе Елизаветы, танцевавшей лучше всех в Петербурге.
Учебные занятия Карла Петра Ульриха несколько раз прерывались, когда юношу готовили к переходу в православие. Усвоение догматов греко-российской веры давалось ему тяжело из-за его упрямства и привычки во всем противоречить. Кроме того, в Голштейне он успел уже в известной мере проникнуться духом протестантской религии. Многие современники утверждали, что в душе будущий император так и остался лютеранином; им можно поверить, поскольку протестантизм больше подходил складу его характера.
Седьмого ноября 1742 года Карл Петр Ульрих был крещен по православному обряду и получил имя Петр Федорович и титул великого князя. В тот же день был издан манифест о назначении его наследником российского престола. Примечательно, что во всех церковных воззваниях в связи с этим событием велено было при упоминании о наследнике всякий раз вставлять слова «внук Петра I". Очевидно, таким способом Елизавета Петровна рассчитывала окончательно убедить народ в законности династических прав своего племянника.