В одном из писем императору Павлу Нелидова пишет:
Однако почётное присутствие Екатерины Нелидовой при дворе императора Павла I было лишь в первый период его царствования. Как говорили древние философы, всё течёт, всё меняется... У государя появилась новая страсть, и на сей раз утверждать о её платоническом характере уже было вряд ли возможно.
Во время своего посещения Москвы в мае 1798 года император познакомился с молоденькой княжной Анной Лопухиной и почувствовал к ней неодолимую страсть. По его высочайшему повелению семья Лопухиных переехала в Петербург. На всех официальных приёмах молодая княжна Анна бесстыдно кокетничала с императором, не спуская с него глаз, как бы отдавая ему всю себя. Она была абсолютной противоположностью бывшей фаворитке государя: шестнадцатилетняя девушка, полненькая, небольшого роста, с красивыми чёрными большими глазами, обрамленными густыми длинными ресницами, в которых, однако, трудно было заметить блеск ума, свойственный её предшественнице. Родственники красавицы явно использовали её как «сладкую» приманку, чтобы завоевать определённые позиции в государстве. Даже после того, как девушка была выдана замуж за князя Гагарина, связь её с императором Павлом I не прекратилась.
Это было новое испытание для Марии Фёдоровны, теперь уже императрицы. Но она нашла в себе силы как бы не замечать связь супруга с молодой княгиней, лишь бы её Павлуша оставался в семье.
А как же бывшая фаворитка императора? Стареющая Екатерина Нелидова поняла, что бороться с молодой соперницей бесполезно. Она не захотела сохранять при дворе положение второстепенное и предпочла снова удалиться в Смольный монастырь — место своего воспитания, — который уже не покидала до конца дней. Мария Фёдоровна навещала там свою бывшую соперницу, а теперь подругу, чтобы делиться с ней скорбью и непрестанными опасениями. Прожила эта удивительная женщина до восьмидесяти двух лет и, возможно, так и осталась старой девой. Умерла Екатерина Нелидова в 1839 году. В некрологе по случаю её смерти были написаны следующие слова:
Лучшим доказательством высокой добродетели Екатерины Нелидовой служит постоянная сорокалетняя дружба, которую в течение всей жизни сохранила к ней государыня императрица Мария Фёдоровна. После смерти бывшей фрейлины все её бумаги были переданы сыну императора Павла I, императору Николаю I. Некоторые впоследствии, как уже упоминалось, были частично опубликованы.