После визита в Павловск состоялся торжественный въезд Шарлотты Прусской в российскую столицу. В золочёной открытой карете, в которую она пересела в летней резиденции своей будущей свекрови, принцесса медленно ехала по улицам Петербурга. Рядом с ней сидели две императрицы: Мария Фёдоровна, вдова императора Павла, вюртембергская принцесса, и Елизавета Алексеевна, супруга императора Александра I, баденская принцесса. Три немецких принцессы сидели в одной карете, две из них с царской короной на голове, третьей это ещё предстояло. Поднявшись по большой парадной лестнице Зимнего дворца, все направились в дворцовую церковь, где Шарлотта впервые приложилась к русскому кресту. Церемония перемены её вероисповедания должна была состояться через пять дней. Для подготовки к причастию к прусской принцессе был приставлен священник Муссовский, который должен был посвятить её в догматы православной веры.
В своих воспоминаниях Шарлотта напишет потом, что священник этот был прекрасным человеком, но не особенно хорошо знал немецкий язык. «Не такого человека мне было нужно для того, чтобы пролить мир в мою душу и успокоить её в подобную минуту, но я нашла в молитве то, что одно может дать спокойствие. Я читала назидательные книги, более не думала о земных вещах и была преисполнена счастьем приобщиться в первый раз Святых Тайн!» Не обошлось в эти пять дней и без слёз. Но наконец свершилось! Принцесса в белом платье с маленьким крестом на шее не совсем твёрдо по-русски произнесла Символ веры. Отныне её будут звать Александрой Фёдоровной — в честь императора Александра I.
А на следующий день состоялось её обручение с великим князем Николаем. Посередине церкви было приготовлено возвышенное место, покрытое малиновым бархатом с золотым галуном. Перед Царскими вратами был поставлен аналой, на котором лежали Евангелие и крест, рядом с аналоем находился небольшой столик для обручальных колец и свечей на золотых блюдах. Император Александр I подвёл к аналою жениха — великого князя Николая, а императрица Мария Фёдоровна — невесту — принцессу Шарлотту. Митрополит Амвросий с молитвой надел на руки обручающихся кольца. Здесь же в церкви они приняли поздравления от императорской семьи и духовенства.
После обручения был обнародован следующий манифест:
«Мы, Александр Первый, император и самодержавец Всероссийский... объявляем всем нашим верноподданным... что волей Бога угодно, да умножится Российский Императорский Дом, и да укрепится в силе и в славе своей родственными и дружескими союзами с сильнейшими на земле державами... По его благословению и с согласия вселюбезнейшей родительницы нашей Государыни Императрицы Марии Фёдоровны мы совокупно с Его Величеством королём Прусским Фридрихом Вильгельмом III решили избрать дочь его, светлейшую принцессу Шарлотту, в супруги вселюбезнейшему брату нашему великому князю Николаю Павловичу согласно собственному его желанию. Сего июня в 24-й день по благословению и благодати Всевышнего восприняла она православное греко-российской церкви исповедание и при святом миропомазании наречена Александрой Фёдоровной, а сего же июня 25-го дня, в присутствии нашем и при собрании духовных и светских особ, в придворной Зимнего дворца соборной церкви совершено предшествующее браку... обручение. Возвещая о сём верным нашим подданным, повелеваем её, светлейшую принцессу, именовать великой княжной с титулом Её Императорского Высочества. Дан в престольном нашем граде Санкт-Петербурге, июня 25-го, в лето от Рождества Христова 1817...»