Николай был третьим сыном Павла 1. Отец придавал большое значение приучению своих детей к военной дисциплине. Николай был воспитан так же, как и его браться Александр и Константин. Тем не менее имелись два различия: на его вое питание и образование больше не оказывала влияния просвещенная бабка Екатерина II, и Николай не был подготовлен к роли наследника престола.
Он редко появлялся в обществе. Не много известно о его детских годах: они проходили без особых волнений, за исключением недоверия, с которым Павел относился ко всей семье, и того факта, что в 1801 года отец был убит. Николай был настолько в тени, что неизвестно даже, как он, тогда пятилетний, реагировал на внезапную смерть отца. Воздействие не было особенно глубоким. Свидетели того времени сообщают, что маленький Николай был трусливым и коварным, а иногда разражался немотивированными и агрессивными приступами гнева. Он не обладал чутким или восприимчивым характером, которому смерть Павла I могла причинить серьезный ущерб.
После смерти отца мальчик целиком находился под влиянием своей матери Марии Федоровны. Она определяла его воспитание. Александр 1 не заботился о младшем брате. Николай был почти на 20 лет моложе его. Наследие Павла сильно сказывалось, вдобавок это были годы, когда брат-император находился на поля сражений Европы, а Россия участвовала в коалиционных войнах против Наполеона. В стране царило патриотическое настроение, и царская семья не была исключением. Николай не получил ни основательного общего образования, ни специальной подготовки к государственной службе. Уровень его знаний был ужасающе низок.
Заграничные визиты должны были расширить его горизонт и помочь выбрать невесту. Он объехал Германию, Швейцарию и некоторые части Франции. Дыхание истории повлияло на юного Николая неожиданным для него самого образом. Поскольку визиты не были связаны с военными спектаклями, они его не интересовали. Николай любил армию на парадах и во время маневров. Солдат — это был порядок, дисциплина и патриотически-патетическая любовь к Отечеству.
Николай посетил также Потсдам и Пруссию. Там он встретил прелестную Шарлотту, с которой Александр I уже познакомился во время своих посещений прусского правящего дома. Шарлотта обладала шармом своей покойной матери Луизы. Несмотря на горький опыт войны и унижения, которые испытала прусская королевская семья, она была прекрасно воспитана и образована. Следуя веянию времени и традициям европейской аристократии, Шарлотта имела хорошие познания в истории, литературе и искусстве, а также в тех областях домашнего хозяйства, которые должна знать управительница аристократической семьи, мать детей, которые должны занять и наследовать монарший трон. Правда, биографы Шарлотты довольствовались общими упоминаниями этих положительных предпосылок и ограничивали исходящее от нее влияние на русский императорский двор ролью преданной супруги, заботливой матери и благотворительной монархини, которая высказывалась в защиту своего правящего супруга по всем государственно-политическим проблемам. Так выглядел идеал русской историографии в XIX веке, и Шарлотта во всей своей красоте и скромности соответствовала этому идеалу.
Мария Федоровна всегда скептически относилась к тесным связям Александра с Пруссией, хотя она их первой и инициировала. С Шарлоттой она вела себя иначе. Она сразу же одобрила ее вступление в семью. Так и были обручены «самый красивый принц во всей Европе» и сверх всякой меры прекрасная Шарлотта. Оба были совершенно поглощены своей симпатией и любовью. Не только прусская принцесса, но и Николай, который в семейном кругу считался холодным, надменным, язвительным и жестоким, сочетал в отношении к своей невесте приятные манеры с сердечностью и весельем — в полной противоположности со своим фанатизмом в военной службе. Там он никогда не признавал своих ошибок, никогда не понимал шуток. Павел I любил жену и детей. Александр I превратился в обаятельного любовника. Константин был циничен. Николай долго оставался ребенком, скованным и жестоким в обществе, но беззаветно нежным со своей невестой и, позднее, в семейной жизни.