В то время как царская чета разъезжала по Польше и Чехии, в Брауншвейге завершилась подготовка к бракосочетанию Алексея и Софьи-Шарлотты.
13 октября 1711 года Пётр и Екатерина приехали в саксонский город Торгау, и на следующий день во дворце польской королевы было совершено венчание и отпразднована довольно скромная свадьба.
Через шесть дней Пётр уехал из Торгау, наказав Алексею в течение полугода заказать провиант для тридцатитысячного русского корпуса, стоявшего в Померании.
Через полгода после отъезда Петра из Торгау в Померанию прибыл Меншиков и взял Алексея с собой на театр военных действий, а в конце 1712 года Алексей по приказу отца поехал в Петербург, оставив молодую жену в Брауншвейге. Софья-Шарлотта приехала к нему только в начале следующего лета, но и тогда не застала мужа дома, так как он в мае вместе с Петром ушёл на корабле в Финляндию, а как только вернулся, тотчас же был отправлен на заготовки корабельного леса в Старую Руссу и Ладогу.
По возвращении в Петербург произошёл один весьма красноречивый эпизод. Пётр попросил сына принести чертежи, которые тот делал, находясь в Германии на учёбе. Алексей же чертил плохо, и за него делали эту работу другие. Испугавшись, что Пётр заставит его чертить при себе, царевич решил покалечить правую руку и попытался прострелить ладонь из пистолета. Пуля, правда, пролетела мимо, однако ладонь сильно обожгло порохом, и рука всё же была повреждена. Когда же Пётр спросил, как это случилось, Алексей, из страха перед отцом, и здесь не сказал правды. Пётр, конечно же понял, что произошло, но не подал вида, притворившись доверчивым простаком.
Попав в старое российское окружение, Алексей почти сразу же отошёл от молодой жены, пристрастившись к тому же к рюмке. Вскоре обнаружился у него туберкулёз, и врачи посоветовали царевичу ехать в Карлсбад. Летом 1714 года Алексей уехал на воды, оставив Шарлотту в Петербурге на последнем месяце беременности.
12 июля Софья-Шарлотта родила дочь, названную Натальей. Царевич возвратился домой в конце 1714 года, а 12 октября 1715 года у них родился сын (будущий император Пётр II). К несчастью, через десять дней молодая мать умерла, судя по описанию врачей, от общего заражения крови. Алексей в момент её смерти был рядом и несколько раз падал в обморок.
Однако главной причиной такой его душевной слабости служила не только кончина жены. Дело было и в том, что незадолго до смерти Софьи-Шарлотты царевич завёл роман с крепостной служанкой своего первого учителя Никифора Вяземского — Ефросиньей Фёдоровой. Это была не какая-то лёгкая интрижка. Алексей Петрович влюбился в Ефросинью до такой степени, что впоследствии даже просил дозволения жениться на ней, предварительно выкупив Ефросинью и её брата Ивана на волю у их хозяина.
Софья-Шарлотта, знавшая о связи мужа с Ефросиньей, на смертном одре с горечью проговорила, что «найдутся злые люди, вероятно, и по смерти моей, которые распустят слух, что болезнь моя произошла более от мыслей и внутренней печали», явно имея в виду и виновников этой «внутренней печали».
Петру, конечно же, сообщили о словах его умирающей невестки, и царевич страшно боялся отцовского гнева. Но ещё более стал Алексей опасаться ярости Петра после того, как на поминках Софьи-Шарлотты отец сам вручил ему грозное письмо, подобного которому доселе ещё не бывало. Пётр писал Алексею, что радость побед над шведами «едва не равная снедает горесть, видя тебя, наследника, весьма на правление дел государственных непотребного», Пётр упрекал сына в том, что тот не любит военного дела, которое, по его словам, является одним из двух необходимых для государства дел, наряду с соблюдением порядка внутри страны.
Далее Пётр писал: «Сие представя, обращуся паки на первое, о тебе рассуждая: ибо я есмь человек и смерти подлежу, то кому насаждённое и взращённое оставлю? Тому ленивому рабу евангельскому, закопавшему талант свой в землю? Ещё и то воспомяну, какого злого нрава и упрямства ты исполнен! Ибо сколь много за сие тебя бранил, и даже бивал, к тому же сколько лет, почитай, не говорю с тобою, но ничто на тебя не действует, всё даром, всё на сторону, и ничего делать не хочешь, только бы дома жить и им веселиться. Однако и всего лучше безумный радуется своей беде, не ведая, что может от того следовать не только ему самому, то есть тебе, но и всему государству? Истинно пишет святой Павел: «Как может править Церковью тот, кто не радеет и о собственном доме?»
Обо всём этом с горестью размышляя и видя, что ничем не могу склонить тебя к добру, я посчитал за благо написать тебе сей последний тестамент и подождать ещё немного, если нелицемерно обратишься. Если же этого не случится, то знай, что я тебя лишу наследства, яко уд гангренный. И не мни себе, что один ты у меня сын, и что всё сие я только в острастку пишу: воистину исполню, ибо если за моё Отечество и людей моих не жалел и не жалею собственной жизни, то как смогу тебя, непотребного, пожалеть? Пусть лучше будет хороший чужой, нежели непотребный свой».
Отвечая отцу, Алексей во всём соглашался с Петром и просил лишить его права наследования престола, ссылаясь на слабость здоровья и плохую память, утверждая, что «не потребен к толикого народа правлению, что требует человека не такого гнилого, как я».
К тому же за три дня перед тем как Алексей написал это письмо, Екатерина Алексеевна родила очередного ребёнка. Это был мальчик, и потому Алексей писал Петру, что, так как у него теперь есть ещё один сын, он может сделать наследником престола своего нового сына. В заключение Алексей клялся, что никогда не заявит своих прав на престол, а для себя просил лишь «до смерти пропитания».
Это письмо составил он по совету своих ближайших друзей — Александра Кикина и князя Василия Долгорукова. Причём последний сказал Алексею: «Давай писем хоть тысячу. Ещё когда что будет. Старая пословица: «Улита едет коли-то будет». Это не запись с неустойкой, как мы прежде давали друг другу», намекая на то, что его отказ от престола пустая отговорка и что только реальный ход событий определяет, на чьей стороне окажется фортуна.
Пётр, по-видимому, узнал и об этом, и 19 января 1716 года отправил Алексею ещё одно письмо, в котором писал, что клятвам его не верит, потому что если бы он сам и хотел поступать честно, то сделать это не позволят ему «большие бороды, которые ради тунеядства своего, ныне не в авантаже обретаются, к которым ты и ныне склонен зело. К тому же, чем воздаёшь за рождение отцу своему? Помогаешь ли в таких моих несносных печалях и трудах, достигши такого совершенного возраста? Ей, николи! Что всем известно есть, но паче ненавидишь дела мои, которые я делаю для своего народа, не жалея своего здоровья. И конечно же после меня ты разорителем этого будешь. Того ради, так остаться, как желаешь быть, ни рыбою, ни мясом, невозможно, но, или перемени свой нрав и нелицемерно удостой себя наследником, или будь монах»...
Когда Алексей прочитал это письмо Кикину, тот сказал: «Да ведь клобук-то не гвоздём к голове прибит». И после этого Алексей попросил отца отпустить его в монастырь.
А ещё через неделю Пётр вновь отправился на воды в Карлсбад, взяв с собою, между прочими, и Александра Кикина. Перед отъездом он навестил сына и ещё раз попросил его, не торопясь, в течение полугода обдумать: быть ему наследником или монахом. А Кикин, прощаясь с Алексеем, шепнул ему, что, находясь в Европе, найдёт царевичу какое-нибудь потайное место, где ему можно будет укрыться, бежав из России. 26 августа 1716 года Пётр послал Алексею письмо всё с тем же вопросом. И написал, что если Алексей хочет остаться наследником престола, то пусть едет к нему и сообщит, когда выезжает из Петербурга, а если — монахом, то скажет о сроке принятия пострига. Заканчивал же он письмо своё так: «О чём паки подтверждаем, чтобы сие конечно (т. е. окончательно) учинено было, ибо я вижу, что только время проводишь в обыкновенном своём неплодии».
Алексей решил ехать к Петру и, взяв с собою Ефросинью Фёдоровну, её брата Ивана и трёх слуг, 26 сентября оставил Петербург, намереваясь по дороге встретиться с Кикиным и узнать, где ему найдено убежище и пристанище. Встреча произошла в Либаве, Кикин сказал, что царевича ждут в Вене, и цесарь примет его, как сына, обеспечив ежемесячной пенсией в три тысячи гульденов. После беседы с Кикиным Алексей решился. Проехав Данциг, он исчез.
Пётр и Екатерина уехали из Петербурга за границу в конце января 1716 года.
Проехав через Ригу, Пётр остановился в Данциге, где состоялась его встреча с польским королём Августом II Сильным.
Петра встретили русские генералы из корпуса Шереметева, командовавшие многочисленными отрядами. Возле Данцига стоял сильный русский флот, и потому Пётр чувствовал себя здесь хозяином, принимавшим своего гостя — Августа, хотя тот и был сюзереном этого города. Пётр вёл себя с Августом надменно и нередко грубо, удивляя многих находившихся там иностранцев.
8 апреля в Данциге царь и Екатерина отпраздновали свадьбу двадцатичетырёхлетней племянницы Петра Екатерины Ивановны — третьей дочери его брата Ивана Алексеевича. Она была выдана за герцога Карла-Леопольда Мекленбург-Шверинского, сильно нуждавшегося в поддержке Петра, ибо герцог был в крайне неприязненных отношениях и со шведами, и с англичанами, и с императором, и со многими собственными своими дворянами. Хорошо понимая это, Пётр весьма пренебрежительно обращался со своим новым родственником.
Приехав через некоторое время в столицу Мекленбурга Шверин, Пётр весьма сильно удивил встречавших его придворных герцога и самого молодого супруга весьма дерзким пассажем.
Только завидев свою миловидную, молодую племянницу, Пётр побежал ей навстречу и, не обращая внимания ни на герцога Карла, ни на других, его встречавших, обхватил Екатерину Ивановну за талию и увлёк в спальню. «Там, — пишет осведомлённый двумя очевидцами этого происшествия барон Пельниц, — положив её на диван, не запирая дверей, поступил с нею так, как будто ничто не препятствовало его страсти». Едва ли подобное могло случиться, если бы дядя и племянница не были до того в любовной кровосмесительной связи.