Очень скоро первая Александра Федоровна столкнулась с вопросом возможного наследования ее супругом престола. Великий князь Константин торжественно заверил в своем отказе от престола. Николай сочетался браком с Шарлоттой, потому что Александр I принимал в расчет возможность наследования престола братом Николаем. По меньшей мере он должен был как-то заявить об этом Гогенцоллернам, так как это засвидетельствовал принц Фридрих Вильгельм Прусский. Если Александра Федоровна после рождения первого сына, Александра Николаевича, вздохнула, что-де невозможно даже в воображении «увидеть в этом маленьком ребенке императора России», то это, разумеется, не было косвенным доказательством решения Александра I. А поскольку от этого брака, как и ранее, не появлялось наследника престола, казалось только естественным, что сын Николая однажды смог бы достичь престола.
В 1819 году Александр I высказался определенно. В январе в Вюртемберге умерла его сестра Екатерина. Александр хотел отречься от престола и заставил себя принять решение. Он посетил брата Николая и Александру Федоровну летом в Красном Селе под Санкт-Петербургом. Там стоял Измайловский гвардейский полк, которым командовал Николай. Александр похвалил брата за понимание своего долга, «поскольку однажды на него ляжет бремя ответственности». Александра Федоровна запечатлела эту сцену: «Он считает его (Николая) человеком, который должен стать его преемником. Это произойдет гораздо быстрее, чем кто-либо может себе сегодня представить, поскольку наступит еще при его жизни. Мы сидели, как две статуи, с открытым ртом и совершенно оглушенные. Император продолжал: «Вам кажется удивительным, но позвольте мне вам объяснить, что мой брат Константин, который не беспокоится о престоле, твердо решил отказаться от него, поэтому он готов передать свои права брату Николаю и его детям. Что касается меня, то я решился сложить с себя обязанности и удалиться от мира…» Когда он увидел, что у нас близки слезы, он попытался нас утешить и заверил, что это произойдет не тотчас же и продлится, возможно, еще несколько лет, прежде чем он осуществит свой план. Затем он оставил нас одних, и можно себе вообразить, в каком душевном состоянии мы находились».
У молодой пары оставалось еще достаточно времени освоиться в новой ситуации. В 1820 году Константин развелся, его супруга Анна вернулась в Германию, а он женился в Варшаве на графине Иоанне Грудзиньской. Николай медленно свыкался со своей новой ролью. Императрица Елизавета отмечала в те дни, что у него в голове не было других мыслей, кроме «править». В январе 1822 года Александр получил от Константина письмо с заявлением, что он «отказывается от положения, право на которое он имел по рождению». Император не торопился. Только более чем через полтора года он составил бумагу. В ней были закреплены добровольный отказ Константина от престола и законное наследование престола Николаем. Хотя бумага держалась в строгой тайне и была передана на хранение митрополиту Московскому, очевидно, все причастные к этому в основных чертах были в курсе решения.
Известие о смерти Александра 1 в Таганроге 1 декабря 1825 года достигло Петербурга через неделю. Семья как раз была в часовне Зимнего дворца, когда прибыл курьер. Сразу же возникла сумятица, а вдовствующая императрица Мария Федоровна лишилась чувств. Николай быстро взял себя в руки. При содействии священника он тут же принес присягу верности Константину как новому императору. Формально он действовал логично. Александр говорил о наследовании престола Николаем. Тайная бумага не была публично представлена, и Константин сделал официальное заявление только Александру. В день прибытия новости из Таганрога на руках у Николая не было письменного документа о наследовании престола. По всему, что известно о характере Николая, не следует допускать, что скорым принесением присяги он стремился уклониться от ответственности правителя. Он был военным и, как и его отец, подчинялся дисциплине. Еще одна точка зрения может быть более вероятной: отец был убит в результате заговора военных. Николая в армии ненавидели. В те годы для сопротивления самодержавию сформировалась группа офицеров — «декабристы». Было неизвестно, знал ли он об этой группе в день принесения присяги. Но тем не менее страх перед мятежом, вероятно, был одним из мотивов его действий.
