Успехи были скромными: по словам воспитателя, Пётр, по мнению учителей, «от природы судит довольно хорошо, но привязанность к чувственным удовольствиям более расстраивала, чем развивала его суждения, и потому он не любил глубокого размышления». Мальчик стал худо-бедно говорить по-русски, «прошёл» Закон Божий в православном изложении; с удовольствием учился играть на скрипке и без всякого удовольствия — танцевать. Больше всего ему нравилась «практическая математика» — изучение по моделям фортификации и полевых укреплений; к прочим наукам он относился без всякой «охоты», но всё же, как вспоминал его наставник, из истории России «знал государей от Рюрика до Петра I». Но самым большим удовольствием для юного принца было «видеть развод солдат во время парада» — с этим не мог сравниться никакой бал или балет. За отсутствием в распоряжении настоящих солдат Пётр играл с оловянными (при русском дворе никто ему этого не запрещал), а затем проводил «экзерциции» с лакеями и пажами. Он мечтал о воинских подвигах, хвалился, что ни в каком сражении не останется позади, но «на деле боялся всякой опасности» и «всегда чувствовал страх при стрельбе и охоте».
Учиться в те времена было трудно, а обер-гофмаршал наследника Брюммер по-прежнему подвергал его наказаниям за малейшие провинности — в результате тот вырос обидчивым, самолюбивым, вспыльчивым и упрямым. К тому же ребёнок нередко пропускал занятия из-за болезней, придворных церемоний и увеселений. В итоге, к большому огорчению императрицы, Штелин смог отметить разве что природные «память и остроумие» своего ученика и его игру на скрипке. Но главное — Пётр так и остался иноземным принцем в чужой стране, больше всего любившим своё маленькое обиженное герцогство.
Но и такое обучение шло недолго. Елизавета желала упрочить трон за потомками Петра I. Прибывшую в феврале 1744 года в Петербург невесту — такую же бедную, как и он сам, немецкую принцессу и свою троюродную сестру Софию Фредерику Августу Ангальт-Цербстскую — Пётр встретил по-родственному и во время разговора по душам рассказал, что влюбился в красавицу-фрейлину, дочь статс-дамы Натальи Лопухиной, но Елизавета по обвинению в государственном преступлении (Лопухины в своём кругу ругали императрицу и рассчитывали на возвращение к власти Ивана Антоновича) сослала всё семейство в Сибирь. Принцесса, по её собственному признанию, сделанному много лет спустя, «благодарила его за предварительную доверенность, но в глубине души... не могла надивиться его бесстыдству и совершенному непониманию многих вещей».
Впрочем, отношения шестнадцатилетнего Петра и его пятнадцатилетней невесты (после перехода в православие звавшейся Екатериной Алексеевной) в ту пору были не скандальными, а скорее дружественными. Намеченный брак состоялся 21 августа 1745 года, но ожидаемых последствий не имел, хотя Пётр и Екатерина жили теперь вместе. Наследник устраивал в подаренном тёткой Ораниенбауме игрушечную крепость и развлекался военными «экзерцициями» с ротой из придворных кавалеров — подгонял амуницию, разучивал сигналы, маршировал, упражнялся с ружьём; его супруга читала и предпринимала первые попытки подчинить своей воле окружавших её придворных и слуг.
Инструкция А. П. Бестужева-Рюмина приставленным к «молодому двору» лицам указывала: они должны следить за тем, чтобы великий князь «явной Божией службе в прямое время с усердием и надлежащим благоговением, гнушаясь всякаго небрежения, холодности и индифферентности (чем все в церкве находящиеся явно озлоблены бывают) присутствовал» и почтительно относился к своему духовнику, из чего можно понять, что наследник не отличался примерным поведением. Придворные Петра и Екатерины должны были делать всё, чтобы «ни малейшее несогласие не происходило, наименьше же допускать, чтоб между толь высокосочетавшимися какое преогорчение вкоренилось, или же бы в присутствии дежурных кавалеров, дам и служителей, кольми меньше же при каких посторонних, что-либо запальчивое, грубое и непристойное словом или делом случилось». Видимо, несдержанность великого князя и его публичные размолвки с женой вскоре стали обычными. Но были и другие минуты, когда, вспоминала Екатерина, великий князь и его кавалеры приходили «в мои внутренние апартаменты, и Бог весть, как мы скакали... жмурки были в большом ходу, и часто плясали сплошь весь вечер, или же бывали концерты, за которыми следовал ужин».
Кроме того, Петру Фёдоровичу предписывалось, чтобы он «публично всегда сериозным, почтительным и приятным казался, при весёлом же нраве непрестанно с пристойною благоразумностию поступал, не являя ничего смешного, притворного и подлого в словах и минах»; «более слушал, нежели говорил, более спрашивал, нежели рассказывал». Хуже всего было то, что надлежало прекратить «играние на инструментах, егорями и солдатами или иными игрушками и всякие шутки с пажами, лакеями или иными негодными и к наставлению неспособными людьми». Впрочем, большинство предписаний так и остались лишь пожеланиями.
