Уже с 1767 г. императрица задумывается об устройстве семейной жизни Павла, желая таким образом отвлечь его от государственных дел и заодно решить вопрос о продолжении династии. Выбирая невесту для цесаревича, государыня сначала остановилась на вюртембергской принцессе Софии-Доротее-Августе, однако препятствием к браку стал слишком юный возраст кандидатки – 13 лет, поэтому поиски были продолжены. Опасаясь отпускать сына в заграничное путешествие по немецким государствам для выбора невесты, она пригласила в Петербург семейство ландграфа Людвига Гессен-Дармштадского. После переговоров летом 1773 г. к российскому двору прибыла ландграфиня с тремя дочерьми: принцессами Амалией, Вильгельминой и Луизой. Екатерина II дала Павлу три дня на размышление, на четвертый он должен был назвать имя будущей невесты. Такая спешка была вызвана двусмысленным положением немецких принцесс: они не были ни помолвлены, ни обручены с великим князем, но находились при дворе его матери. Такого прецедента в европейской истории еще не было. Екатерина с трудом убедила ландграфа и ландграфиню пойти на этот шаг. Торопить Павла не было необходимости, со свойственной ему пылкостью он увлекся Вильгельминой. Чувства молодых людей были взаимными, но будущий брак был определен не только ими. На женитьбе Павла Петровича на гессен-дармштадтской принцессе настаивал и его воспитатель, граф Н. И. Панин, полагая, что это будет способствовать сближению России и Пруссии. На четвертый день пребывания ландграфини в Петербурге императрица обратилась к ней с официальным предложением и получила согласие на бракосочетание. Через четыре месяца совершилось миропомазание принцессы Вильгельмины, ставшей в православии великой княгиней Наталией Алексеевной. 16 августа 1773 г. состоялось обручение цесаревича, а 29 сентября – свадьба.
Надежды, которые Екатерина II возлагала на свою невестку, не оправдались. Уже через год императрица высказывала недовольство великой княгиней Натальей Алексеевной, ее образом жизни, стремлением доводить все до крайности, расточительностью, болезненностью. Великий князь полностью попал под влияние жены, которая оказалась более решительной и честолюбивой, и это также раздражало монархиню. Но Павел был счастлив ив 1776 г. готовился стать отцом. Однако роды оказались неудачными, 15 апреля 1776 г. Наталья Алексеевна умерла, а ребенка спасти не удалось. Родовые муки продолжались пять дней, после смерти роженицы выяснилось, что у нее с детства был искривлен позвоночник, и это препятствовало благополучному родоразрешению. Приглашенные врачи оказались бессильны. Все это время Екатерина II и Павел постоянно находились у постели Натальи Алексеевны. Императрица, проявив завидную силу духа, предпринимала все возможное, чтобы спасти невестку и поддержать сына.
Едва оправившись от этой трагедии, еще до истечения срока траура Екатерина принялась хлопотать о поиске новой невесты для сына. Она вернулась к мысли женить его на вюртембергской принцессе, разрешив в этот раз великому князю предпринять заграничное путешествие, чтобы отвлечь его от переживаний и траура. Императрица преследовала и другую цель – Павел должен был побывать в Берлине и информировать ее обо всем, что происходило при дворе прусского короля Фридриха Великого. Великий князь ответственно отнесся к своей миссии, впервые на него было возложено государственное поручение. Уже в июне 1776 г. он отправился в заграничное путешествие, в течение которого вел оживленную переписку с матерью. Спустя несколько дней после знакомства с Софией-Доротеей-Августой он сообщил о своем намерении вступить в новый брак. При прощании с невестой Павел Петрович вручил ей специально написанное наставление из четырнадцати пунктов, включавших рекомендации по образу жизни, изучению языка, финансовым делам, религии, обращению с придворными и императрицей. Очевидно, у Павла уже сложился свой образ идеальной супруги, и в то же время он хотел избежать в будущем критики своей избранницы со стороны Екатерины II.
События развивались стремительно, и в августе 1776 г. вюртембергская принцесса прибыла в Россию, где приняла православие и стала великой княгиней Марией Федоровной. 26 сентября состоялось венчание. Этот брак стал удачным. Великая княгиня была хороша собой и обладала покладистым характером. «Стройна как нимфа, цвет лица – смесь лилии и розы, прелестнейшая кожа в свете; высокий рост с соразмерною полнотою и легкость поступи» – так описывала свою невестку Екатерина II35. Молодожены были счастливы в Цдрском Селе. Семейная жизнь великокняжеской четы не была безоблачной, но Мария Федоровна оказалась верной спутницей, поддерживавшей супруга. Они произвели на свет большое потомство – из десятерых детей сознательного возраста достигли восьмеро: четыре сына (Александр, Константин, Николай, Михаил) – двое из них впоследствии оказались на престоле – и четыре дочери (Александра, Екатерина, Анна и Мария). Все дети унаследовали от матери статную фигуру и прекрасный цвет лица, а старший сын Александр – обаяние и умение располагать к себе людей. Династический вопрос был решен, российский трон обеспечен наследниками.
Мария Федоровна не вмешивалась в политику, занимаясь устройством загородной резиденции в Павловске, подаренном ей Екатериной II в честь рождения первенца, и в Гатчине, пожалованной Павлу в 1783 г. Павловский парк до настоящего времени сохранил очарование, созданное стараниями Марии Федоровны, а интерьеры дворцов этих загородных резиденций свидетельствуют о тонком художественном вкусе их владельцев. После воцарения Павла она посвятила себя устройству воспитательных учреждений для сирот, положив начало этому направлению благотворительности для женщин императорской фамилии. Ведомство учреждений императрицы Марии в XIX в. традиционно находилось