До восхождения на престол у Александра Александровича родились Николай, Георгий, Ксения и Михаил. Уже после гибели Александра Второго на свет появилась Ольга.
Пятеро детей! Отец сызмальства приучал их спать на простых солдатских койках, по утрам обливаться холодной водой и есть на завтрак обычную кашу. Царь соблюдал посты, ходил на богослужения, посещал Александровскую лавру, Исаакиевский и Петропавловский соборы. К этому же он приучал и своих детей.
Александр Третий заставлял детей много времени проводить на воздухе, заниматься физическими упражнениями. Они часто работали в саду, ухаживали за птицами и животными.
От сыновей Александр Александрович требовал, чтобы они росли настоящими мужчинами, смотрели противнику в глаза, учились отвечать за свои поступки и не допускали беспечности. Он никогда не забывал, что его мальчики в первую очередь просто дети, которым хочется и поиграть, и пошалить, и даже подраться.
Николай воспринял от отца простоту в общении и живость характера. Он был обаятелен, шаловлив, любил подвижные игры. Стремление содержать себя в хорошей физической форме сохранилось у него до самой смерти. Одновременно с этим в Николае проявились поэтичность и изящество, стремление к прекрасному и любовь ко всему живому. С раннего детства в душе будущего императора жила искренняя религиозность. Все эти качества прекрасно и гармонично развивались в естественной семейной атмосфере, поддерживаемой отцом.
В 1876 году к Николаю и его брату Георгию была приставлена воспитательница Александра Петровна Олленгрэн, дочь адмирала, вдова русского офицера шведского происхождения. Эта история требует отдельного описания, так как Олленгрэн не являлась придворной дамой, известной в кругах петербургской знати.
После скоропалительной смерти капитана Константина Петровича Олленгрэна в 1872 году его молодая вдова осталась с сыновьями Петром, Константином, Владимиром и дочерью Елизаветой, ста рублями годовой пенсии и собственным маленьким домиком в Коломне. Так назывался один из старейших районов Санкт-Петербурга. Семья жила в голоде и холоде в полном смысле этих ужасных слов.
Начальницей Коломенской женской гимназии в ту пору была госпожа Нейгардт, подруга Александры Петровны по Екатерининскому институту. Она узнала о бедственном положении вдовы и приняла ее на должность классной дамы. Жалованье вместе с пенсией уже позволяло женщине не только существовать, но и нанять прислугу.
В один из майских дней 1875 года выпускной класс Александры Петровны должен был представляться в Зимнем дворце своей покровительнице и попечительнице императрице Марии Александровне. На этом приеме Олленгрэн заметила Мария Федоровна, супруга цесаревича Александра Александровича. Она предложила ей заняться воспитанием и первоначальным образованием своих сыновей Николая и Георгия. Проживание на всем готовом в Аничковом дворце и годовое жалованье в две тысячи рублей! В 1877 году сыновья Александры Петровны были признаны потомственными дворянами.
После окончания воспитательной работы в Аничковом дворце Александра Петровна была назначена начальницей Василеостровской женской гимназии и имела свободный доступ к государю. Он принимал ее по первой просьбе. Володя Олленгрэн, в будущем полковник, обучающийся вместе с великими князьями, всю жизнь пользовался милостью и благосклонностью Николая Второго.
В 1879 году Николай окончил обучение по программе начальной школы. Отец постановил собрать комиссию для проверки его знаний перед началом среднего образования. Она осталась довольна успехами десятилетнего Николая.
Для дальнейшего обучения Александр Александрович пригласил генерал-адъютанта Данилевича. Были подобраны преподаватели Закона Божьего, русского языка, географии, истории, математики, французского, английского и немецкого языков.
Николай учился на протяжении тринадцати лет. Он постигал юридические, экономические науки, политическую историю. Будущий государь особенно любил заниматься военным делом, изучением тактики и стратегии, топографии, инженерного дела. Николай обожал армию, ее традиции, форму, простой мир приказов и повиновения. В последующие годы офицерское общество гвардейских полков было практически единственным, кроме, естественно, семьи, окружением, где он чувствовал себя как дома.