У Петра же отношения с теткой не сложились. Поначалу императрица испытывала к племяннику самые теплые чувства, ухаживала за ним во время болезни, но не стремилась сделать Петра своим реальным помощником и держала его в стороне от важных государственных дел. За Петром был установлен довольно жесткий контроль, его ограничивали в деньгах, свободе передвижения и выборе занятий и развлечений. Нестойкий по характеру, Петр не был способен сопротивляться давлению императрицы, поэтому он жил двойной жизнью — не возражая тетке, прикрывался ложью, отчаянно трусил, но при этом ненавидел все, что исходило от Елизаветы Петровны, что было связано с ее жизнью, с Россией. Впоследствии неприятие политики императрицы, армия которой воевала в Семилетней войне (1756 — 1763) против кумира Петра Федоровича прусского короля Фридриха II, сделало из наследника русского престола скрытого врага России, страстно желавшего победы прусской армии. При этом Петр был упрям, капризен, но несамостоятелен. Он постоянно попадал под чье-нибудь влияние, был полон чужих идей. Но это не были идеи его жены — с ней он не считался...
Погоревав о своей судьбе, Екатерина освоилась со своим положением и пришла, как она писала в мемуарах, к жестокому выводу-приговору в отношении своего суженого: «Обуздывайте себя, пожалуйста, насчет нежностей к этому господину; думайте о себе, сударыня!» В общем, семейная жизнь у нее не получилась, но жить-то нужно было, тем более что императрицу интересовали не переживания и чувства супругов, а реальный результат этого брака — ведь в это время Романовых было всего трое: Елизавета, Петр и Екатерина. Естественно, про сидевших в тюрьме Романовых из другой ветви (свергнутого Елизаветой Петровной малолетнего императора Ивана Антоновича, его сестер и братьев, а также родителей) совсем не вспоминали. Между тем прошло девять месяцев после свадьбы, потом еще девять раз по девять месяцев, а наследников у молодых так и не было! Это вызывало недовольство, а потом раздражение императрицы, думавшей о продолжении рода Романовых! При этом супругов строго контролировали: они ни одной ночи не проводили вне своей спальни, им приходилось жить в окружении и под неусыпным присмотром доверенных людей императрицы. В ответ на недоуменные вопросы государыни Екатерина указывала на своего мужа, не проявлявшего к ней интереса. Словом, как писала Екатерина, наступил момент, когда государыня распорядилась найти способ обучить супругов-недотеп тому, что шутя делают даже хомячки.
В конце концов странная эта история закончилась рождением у Екатерины в сентябре 1754 года сына Павла. Это породило впоследствии многочисленные слухи и сплетни. До сих пор многие считают, что настоящим отцом мальчика является не Петр Федорович, а придворный Сергей Салтыков, с которым у Екатерины возникла любовная связь. Скажем прямо, сомнения в том, что Петр Федорович являлся настоящим отцом Павла Петровича (императора Павла I), не развеяны и до сих пор, тем более что сама Екатерина в своих мемуарах таинственными полунамеками и недоговоренностями не опровергает эти сомнения, а даже усиливает их.
По натуре живая и впечатлительная, Екатерина не могла выдержать той скучной для нее, пустой и церемонной жизни двора, которую ей, супруге наследника престола, навязывали. К тому же муж был увлечен своими военными занятиями и незатейливыми развлечениями в кругу выписанных из Голштинии офицеров и солдат (из них организовали особый голштинский полк в Ораниенбауме — загородном поместье Петра Федоровича) и часто оставлял ее одну. «У меня, — писала потом Екатерина, — были хорошие учителя: несчастье с уединением». Постепенно от скуки Екатерина увлеклась чтением, переходя от романов к серьезным научным сочинением и энциклопедиям. Особо сильное воздействие на ее ум произвели произведения Вольтера и других просветителей, горячей поклонницей идей которых Екатерина оставалась всю жизнь. С годами чтение Екатерины стало более систематичным и осмысленным, она читала книги уже по разработанному ею и одобренному сведущими людьми плану. Все эти «домашние университеты» не были просто времяпрепровождением скучающей молодой женщины: знания шлифовали ее ум, давали ему пищу, помогая сначала в мечтах, а потом и в жизни идти к высокой цели — влиянию, власти, славе. Ощущение интеллектуального превосходства над окружающими, чувство своей избранности было сильно развито в ней, а честолюбие Екатерины уже в молодые годы пылало жарким пламенем.
После рождения великого князя Павла у Екатерины появилось больше свободы: теперь в ней, выполнившей долг — родить наследника, при дворе не особенно и нуждались. Императрица Елизавета забрала новорожденного Павла к себе и сама занималась его воспитанием, надеясь со временем передать ему трон. Поэтому Екатерине удалось постепенно, шаг за шагом, отвоевать «пространство для жизни», право оставаться одной в своей комнате, писать, распоряжаться временем по своему усмотрению, устанавливать дружеские отношения с молодыми придворными кавалерами и дамами.