Судьба не наградила Екатерину Ивановну красотой, но на фоне своих сестер – угрюмой и необщительной Анны и вечно больной Прасковьи – она выглядела привлекательно. Историк М. И. Семевский так описывает Свет-Катюшку:
«Маленькая, преждевременно располневшая до чрезмерности, черноглазая, с черною косою, белолицая – она не была красавицей; но зато обращала на себя всеобщее внимание непомерною болтливостью, громким смехом, беззаботностью и особенною способностью говорить все, что только взбредет в ее ветреную голову. Она рано стала отличать в окружавших ее придворных – среди пажей, денщиков, секретарей и др. героев – красавцев; была к ним особенно внимательна, словоохотлива и зачастую отпускала остроты – настолько остроумные, что леди Рондо, ни слова не понимавшая по-русски, серьезно находила в ней „сатирический взгляд на вещи“. На ассамблеях и всякого рода пиршествах Свет-Катюшка танцевала гораздо больше, нежели ее хворые и скучные сестры; вертелась, хохотала, болтала, вызывала и отвечала на шутки впопад и невпопад – и звонкий смех ее постоянно оглашал низенькие, прокопченные табаком и пропахшие пивом и водкой танцевальные покои общественных собраний».
Голштинский камер-юнкер Фридрих-Вильгельм Берхгольц записал про Свет-Катюшку в своем «Дневнике»: «Катерина Ивановна женщина чрезвычайно веселая. Она постоянно говорит все, что только придет ей в голову, и потому зачастую выходят преуморительные вещи».
Через любимую дочь Катерину царица Прасковья Федоровна нередко обращалась со своими просьбами к государю и его супруге. Иногда, желая напомнить государю о своей любви и преданности к нему, сестры по наущению матери писали ему такие послания:
«Батюшка наш государь, дядюшка царь Петр Алексеевич! Здравствуй, радость наша и батюшка и душатушка, всякого от Бога блага и трудам твоим совершения доброго. По сем, батюшка и дядюшка, и свет и радость наша, здравствуй. Племянницы твои Катерина, Анна, Прасковья, припадая к твоим дорогим ножкам, и целуем твои перстики намерением сердечным, и премного челом бьем».
В 1716 г. Петр выдал Катерину замуж за неразведенного герцога Мекленбург-Шверинского Карла-Леопольда (герцог получил развод после брака с Екатериной Ивановной). Ему понадобились портовые города Мекленбурга в качестве стоянок русского флота в войне со шведами. В брачном контракте указали, что герцог обязывается обеспечить своей супруге и ее слугам православное вероисповедание и выплачивать ей ежегодно 6000 ефимков на личные расходы, а Россия отвоюет герцогу у шведов город Висмар, отошедший к Швеции по Вейстфальскому миру 1648 г.
Брак, несмотря на то что в нем в декабре 1718 г. родилась дочь Анна (будущая российская правительница Анна Леопольдовна), оказался неудачным. На следующий год герцог Карл-Леопольд стал свидетелем романтических отношений дядюшки Петра и его племянницы Катерины. Вот как описывает это историк М. И. Семевский:
«Герцогиня мекленбургская с мужем, прибывши из Шверина, чтобы повидаться с тестем и проводить его в Берлин, сделали государю ранний визит. Петр выбежал к племяннице навстречу, нежно ее обнял и повел в соседнюю комнату, где заботливо посадил на диван, оставив герцога и его свиту из передней следить за его ласками в растворенную дверь…»