Скоро состоялись присоединение к православию, помолвка и бракосочетание (в 1745 году) светлейшей принцессы, нареченной Екатериной, с великим князем Петром Федоровичем. Между молодыми супругами сразу обнаружился полный разлад. Даже в течение медового месяца «дорогой супруг» не удостаивал Екатерину Алексеевну особым вниманием. Петр Федорович проводил время среди лакеев и грубых голштинских солдат, не выпуская изо-рта трубки. Рядом с его спальней находилась псарня. Не стесняясь, он рассказывал молодой супруге о своих любовных похождениях. Екатерина, напротив, обладала выдающимися способностями, живым характером и большой наблюдательностью. В то время, когда Петр Федорович убивал свой огромный досуг кукольным театром, игрой в солдаты, с многократными переодеваниями в разные мундиры, а иногда читал рассказы о разбойниках, грабивших по большим дорогам, Екатерина Алексеевна, не любимая мужем и мало замечаемая при дворе, в течение 18 лет, внимательно прислушивалась к окружающему, все обдумывала, а главное — читала и читала. Она прочла хронику Тацита, Диалоги Платона, Дух Законов Монтескье, сочинения Вольтера, Историю Германии Барра и др. Она была «неравнодушна к русской короне» и потому решила ждать и все перенести. Вольтер «приучил ее в это время мыслить», Монтескье, Тацит и другие расширили кругозор её миросозерцания.
В 1761 г. Петр Федорович вступил на Всероссийский престол. Дворец наполнился дымом солдатского кнастера и запахом портера. — «Наше время — сказал шталмейстер Нарышкин, — уходило на еду, питье и на то, чтобы творить сумасбродство». Правда, политическое чистилище XVIII в. — тайная канцелярия —была закрыта и появился указ о правах дворянства. Но они не могли искупить отрицательных сторон царствования Петра III. Для всех стало очевидным ограниченность его ума, его презрение к русским, его распутство. «Затащили меня в эту проклятую Россию, где я должен считать себя государственным арестантом, тогда как, если бы оставили меня на воле, то теперь бы сидел на престоле цивилизованного народа», сказал Петр Федорович, узнав об освободившемся шведском троне. Ропот на немецкое иго увеличивался и становился открытым. «Он не похож на государя», — говорили придворные (Болотов).
9 июня на торжественном обеде, в присутствии 400 лиц, Петр Федорович грубо оскорбил Императрицу бранными словами и готов был отдать распоряжение об её аресте. Ранее он думал об её заточении в монастырь. — Монашеский клобук на голове, наполненной идеями Вольтера и энциклопедистов... Нет, это невозможно! Мера терпения переполнилась. «Я не намерена, как царь Иван Васильевич Грозный, просить убежища у английского короля, — писала Екатерина Алексеевна в елико британскому послу, — потому что решилась: или царствовать, или погибнуть».
Уже в 1756 г. она сблизилась с представителем Англии сэром Чарльзом Уильямсом, и, благодаря его помощи, получила в долг деньги от Англии. Теперь Екатерина, более чем когда-либо, старалась стекать расположение нужных ей людей. К концу июня 1762 г. в её партии насчитывалось 40 офицеров и около 10.000 нижних чинов.
До открытого столкновения враждующих лагерей дело не дошло. — «Его священное величество случай» выручил Екатерину. 29 июня Петр III отрекся от престола и отвезен был в Ропшу, а 6 июля 1762 г. Алексей Орлов писал Императрице: «Матушка, милосердная государыня, как мне изъяснить, описать, что случилось. Не поверишь верному своему рабу. — Но как перед Богом скажу истину. — Матушка. — Готов идти на смерть, но сам не знаю, как эта беда случилась. Погибли мы, когда ты не помилуешь, матушка, — его нет на свете. Но никто сего не думал» и т. д. Оказалось, что «бывший Император Петр III скончался от геморроидального припадка».
В первых манифестах (от 28 июня и 13 июля 1762) Екатерины говорилось об опасности, грозившей государству, о том, что закон наш православный «возчувствовал свое потрясение», что с самим «злодеем» России мир заключен был, что все «обозрели в нем (Императоре) малость духа к правлению столь великой Империей», что в нем не усмотрели даже «малых» знаков посредственного любочестия, что он усиленно просился в свое отечество «Голстииию» и пр.
Гр. И. Л. Воронцов укорил Екатерину за произведенный переворот. Она подвела его к окну, из которого видна была толпа народа и войска. «Вы видите, не я действую, я только повинуюсь». В указе, данном в день восшествия на престол гр. 3. Г. Чернышеву, она собственноручно писала: «Понеже желанием всего народа, а паче Божиим всемогущим вспомоществованием, мы вступили самодержавно на Всероссийский престол». И впоследствии она не раз говорила, что прияла всероссийский престол из рук Божиих не для собственного удовольствия, а для вящего блага и славы отечества.