Павел так и остался вечным наследником — Екатерина не допускала его к делам. Великий князь формально возглавлял морское ведомство, но главным лицом в Адмиралтействе стал придворный и дипломат И. Г. Чернышёв — именно он объявлял императорские повеления. Павлу, конечно, давали на подпись не слишком важные бумаги, и он справедливо гневался, получив на утверждение, например, чиновничье решение «о определении в Кронверкскую гавань отставного лейтенанта Полянского, о дурном поведении которого, о дурной рекомендации бывших его командиров и о пьянстве его не токмо Коллегия сведома, но ещё, при представлении его к определению, все его дурные качества исчисляет». Рассерженный генерал-адмирал наложил резолюцию: «...государственной адмиралтейской коллегии нерассмотрение и с самой собой противуречие побуждает меня советовать ей впредь остерегаться и подобных мне представлений не чинить».
Несмотря на просьбы сына, Екатерина не ввела его в Совет при высочайшем дворе, где обсуждались важнейшие вопросы внутренней и внешней политики. В лучшем случае ему разрешалось присутствовать при чтении писем. Семейная жизнь тоже не складывалась. Павел искренне привязался к супруге, но в апреле 1776 года Наталья Алексеевна умерла от родов, а Екатерина рассказала убитому горем сыну о её измене с придворным и другом Павла графом Андреем Разумовским.
Второй брак был более удачен — в принцессе Софии Доротее Августе Луизе Вюртемберг-Монбельярской, ставшей в России великой княгиней Марией Фёдоровной, Павел нашёл близкого человека. «Мой дорогой, мой нежный друг. Вот уже три дня, как я не писал вам, ангел мой, и эти три дня показались мне вечностью, таково состояние моей души. Я испытал потребность открыть вам моё сердце, которое существует только ради вас», — обращался он к будущей жене, прибывшей в Царское Село в августе 1776 года. Она же старалась понравиться мужу. «Сбереги только меня, люби только меня, и ты будешь мною доволен», — писала ему по-русски «Машенька». Императрица же получила внуков: в 1777 году — Александра, а в 1779-м — Константина, которых сразу же отобрала у родителей. В сентябре 1781 года Павла с женой отправили в путешествие по Европе.
Графа и графиню Северных (под этим именем 14 месяцев вояжировали супруги) с почётом принимали в Варшаве, Вене, Риме, Неаполе, Антверпене. Путешественники поднимались на Везувий, несколько раз побывали в Помпеях и Геркулануме, где уже развернулись археологические исследования. В Венеции они целую неделю провели почти без сна — побывали во всех знаменитых палаццо, соборах и монастырях, наслаждались регатой на Канале Гранде, знаменитым карнавалом на площади Сан-Марко, иллюминацией и фейерверками...
Следом их путь лежал в Париж, где публика под влиянием прибывшей четы увлеклась всем российским. Северные гости нисколько не были похожи на «варваров» — напротив, покоряли своей «французскостью»: образованные, галантные, щедрые. Они покупали себе наряды, делали заказы на изготовление гобеленов и севрского фарфора; предприниматели тут же выпустили фарфоровые медальоны и сервизы с изображением знатных гостей и их бюсты, тут же вошедшие в моду. Король Людовик XVI демонстрировал августейшим путешественникам французское гостеприимство — их принимали в Версале и резиденциях французской аристократии. Они совершили прогулку в парке Монсо: «...проследовав по тысяче извилистых тропинок под тенью клёнов, сирени, ломбардских тополей и множества индийских кустарников, надышавшись свежим воздухом и отдохнув на лужайках, усыпанных тимьяном и Богородицыной травкой, посетив хижины и готические замки в развалинах, граф и графиня Северные разделили скромный обед пастухов, возвращавшихся со своих полей...»
Но после блестящего турне Павлу с женой пришлось снова играть в Петербурге не слишком почётную роль отдалённых от «большой политики» «производителей» продолжателей династии. Когда в 1783 году императрица завела с сыном откровенный разговор о международных делах, Павел был удивлён и даже записал его:
