В ноябре 1844 года для Николая была приглашена гувернантка, в воспитании участвовала также жившая в семье Чайковских кузина Лидия. С появлением гувернантки Фанни Дюрбах, протестантки из французской Швейцарии, в жизни Петра произошла первая важная перемена. Его сердце уже в то время готово было разорваться от романтических привязанностей, и, лишь увидев Фанни, он стал настойчиво добиваться права принимать участие в уроках. Будучи прекрасным, тонко чувствующим педагогом, Фанни сразу же поняла, сколь жаден до знаний и сколь чувствителен и восприимчив этот необыкновенный тихий мальчик. Фанни умела справляться с его бурными эмоциональными проявлениями и повышенной чувствительностью лучше, чем обожаемая матушка, не проявлявшая такого понимания и нередко критиковавшая гувернантку. Под покровительством Фанни «фарфоровый мальчик», как она называла Петра, на удивление быстро развивался и в шесть лет умел читать и писать не только на родном языке, но и по-французски и даже немного по-немецки. Мир эмоций грозил захлестнуть его и искал выхода, Петр пытался найти отдушину в сочинении сентиментальных русских и французских стихов. Как ни странно, Фанни Дюрбах не обратила внимания на необычайную склонность своего воспитанника к музыке, возможно потому, что сама была равнодушна к этому искусству. Он же приходил в видимое возбуждение, когда в доме пели или музицировали гости семьи Чайковских. Однажды он сказал Фанни: «Музыка сидит у меня в голове и не дает мне покоя». И родители, и семейный врач считали, что начинать занятия музыкой еще слишком рано. Поэтому единственной возможностью для Петра оставалось прослушивание фрагментов опер на имевшемся в доме оркестрионе, который, в частности, играл мелодию из «Дон Жуана» Моцарта, и воспроизведение их двумя пальцами на фортепиано. Мальчика лишь с трудом можно было оторвать от инструмента, и, если это удавалось, он продолжал отбивать такт на крышке стола или на оконном стекле. Однажды, пытаясь сыграть «форте», он даже разбил окно и порезался стеклом. Лишь в 1845 годы для него начались первые уроки музыки. Его учительницей была недавняя крепостная Мария Марковна и очень скоро он уже не хуже ее играл с листа.
8 октября 1848 года Петр испытал первое в жизни душевное потрясение. Илья Петрович вышел на пенсию в чине генерал-майора и надеялся получить достойную должность в Москве. В связи с этим семья должна была покинуть Воткинск и перебраться в Петербург. Настало время прощания с Фанни Дюрбах. Петру так и не удалось написать ей прощальное письмо, потому что слезы размыли чернила. Разлука с любимой Фанни совпала с концом привычной жизни, а душевная травма усугубилась еще и тем, что место Фанни теперь заняла неприветливая и тираничная сводная сестра Зинаида, которая должна была заниматься детьми. Поступление в подготовительный класс гимназии было связано с очень напряженным трудом, в результате чего состояние его здоровья ухудшилось настолько, что даже пришлось прекратить занятия музыкой под руководством г-на Филиппова. Если Петра брали на концерт или оперный спектакль, музыка вызывала у него настоящие галлюцинации. Он страдал бессонницей и все пережитое изменило его настолько, что этого недавно еще столь нежного мальчика невозможно было узнать.
Ко всем несчастьям в декабре 1848 года Петр одновременно с братом Николаем заболел корью. Брат быстро поправился, но у Петра болезнь приняла затяжной характер и сопровождалась осложнениями, которые, в основном, поразили нервную систему, так как врачи говорили о «сухотке спинного мозга». В биографии П. И. Чайковского, написанной его братом Модестом, сказано: «У Николая болезнь протекала нормально, у Петра же сказалась его повышенная возбудимость, которая привела к сильным нервным припадкам.
Врачи констатировали поражение спинного мозга». Семейный врач предписал полный покой на протяжении шести месяцев, из чего Модест делает вывод о том, «насколько ужасными были эти нервные припадки. Своевременно принятые меры оказали благотворное влияние на физическое состояние мальчика, но его характер уже навсегда перестал быть столь же ясным и уравновешенным, как до того».
Действительно, в июне 1849 года, когда состояние его здоровья начало быстро улучшаться, у него резко возросла нервная возбудимость, недостаточная концентрация внимания привела к трудностям в учебе, начала проявляться какая-то безучастность к окружающему миру. Это побудило мать Петра написать Фанни Дюрбах: «Он как будто переменился, бесцельно бродит, и я просто не знаю, что с ним делать. Часто мне выть хочется». К сожалению, неправильное психическое развитие чересчур чувствительного ребенка подстегнула не только длительная, тяжелая и сопровождавшаяся осложнениями инфекционная болезнь, но и позиция матери, которой, с одной стороны, была свойственна повышенная озабоченность, а с другой — неспособность по-настоящему сопереживать сыну. Лишь в конце года, с приглашением в дом новой гувернантки, г-жи Петровой, показалось, что Петр «наконец образумился», как писала его мать Фанни Дюрбах.
