Очень быстро великая княгиня стала разочаровывать императрицу. Она не желала учить русский язык, часто болела и даже была замечена в интригах. При этом она полностью подчинила своему влиянию мужа, Павла Петровича. Казалось, начавшееся сближение Екатерины II и ее сына Павла снова под угрозой.

История донесла до нас такую «интрижку». В мемуарах декабриста М.А. Фонвизина, повествующего о так называемом «конституционном проекте Н.И. Панина – Д.И. Фонвизина», в числе прочего указывается, что Панин допускал вероятность передачи (или захвата) власти от Екатерины II цесаревичу Павлу Петровичу. Посвящены в обсуждение (или состояли в заговоре), кроме самого Панина и великого князя Павла, секретари Никиты Ивановича: собственно Д.И. Фонвизин, Я.Я. Убри, В.П. Бакунин. О заговоре знала и участвовала в нем великая княгиня Наталья Алексеевна. Главой же Фонвизин называет голштинского дипломата К. Сальдерна, который, будучи доверенным лицом великого князя, склонял его к тому, чтобы он потребовал от императрицы Екатерины II или уступить ему власть, или стать соправителем. Эти идеи активно поддерживала и молодая великая княгиня. Именно поэтому Павел вначале вроде бы поддался на уговоры, но позже признался Екатерине II, которая уже все знала об этой «интрижке» от В.П. Бакунина. Она пожурила цесаревича и, не глядя, бросила в камин список участников заговора.

Казалось, этот эпизод не стоил столь пристального внимания, если бы не тот факт, что многие сановники в целом ободряли идею передачи власти. В это время начала восходить «звезда» Е. Потемкина, менялись политические группировки у трона. Екатерину II от возможных интриг оградила крестьянская война под предводительством Е. Пугачева, разом объединившая дворянство у трона. Тем не менее она ясно показывает, что вместо «союзницы» императрица приобрела опасную соперницу за власть, а она ведь тоже была когда-то немецкой принцессой, как и молодая великая княгиня Наталья Алексеевна.

Однако судьба все решила по-своему. Великая княгиня не смогла разрешиться от бремени и 15 апреля 1776 г. умерла. Поговаривали даже, что Екатерина II отравила невестку. Это маловероятно – ей очень был нужен наследник. Проблема родов была очевидна, а делать кесарево сечение тогда не очень умели.

Смерть любимой жены и первенца стала ударом для Павла Петровича, но еще большим шоком оказалось известие о ее измене с его лучшим другом: предательство людей, которым он доверял более всего. В бумагах близкого друга великокняжеской четы графа АД. Разумовского была найдена его любовная переписка с великой княгиней Натальей Алексеевной. Узнав об этом, Екатерина II посвятила в эту сердечную тайну Павла Петровича, дабы он быстрее пришел в себя. Средство, безусловно, жестокое, но прагматичное, так как проблема продолжения династии по-прежнему стояла остро. Будучи прекрасным политиком, императрица считала, что это был лучший способ «отрезвить» великого князя и в дальнейшем обеспечить скорый второй брак. И совершенно очевидно, что вся эта история прошла для впечатлительного и самолюбивого Павла крайне болезненно. Все эти перипетии отрицательно сказались на характере Павла Петровича касательно его доверия людям.

Тем не менее Екатерина II достигла своей цели. Такой поворот событий позволил цесаревичу быстро прийти в себя после смерти супруги и уже 13 июня 1776 г. отправиться в Пруссию для знакомства с Софией-Доротеей Вюртембергской, будущей великой княгиней Марией Федоровной. Тем более что официальный траур по великой княгине Наталье Алексеевне не объявлялся. 11 июля состоялась их встреча на балу у прусского короля Фридриха. Павел и София-Доротея понравились друг другу – иначе и быть не могло. Однако цесаревич Павел, наученный горьким опытом, составил для будущей жены наставления, где предостерегал ее от возможных интриг, рекомендовал быть набожной и бережливой. 26 сентября 1776 г. состоялось бракосочетание цесаревича Павла Петровича и великой княгини Марии Федоровны. Этот союз полностью оправдал надежды Екатерины II. Вторая супруга цесаревича не вмешивалась в политику и уже в 1777 г. родила первенца Александра, а в 1779 г. Константина, тем самым укрепив династию. Как известно, бремя воспитания наследников Екатерина II взяла на себя.