Усадьба Сергиевка также стала частью приданого царской дочери. Строительство дворца на Ораниенбаумском шоссе в стиле античной виллы заняло всего два с половиной месяца. Герцог, знаток древностей, лично привез из Германии старинные статуи, украсившие парк усадебного комплекса Сергиевка.
Постоянной резиденцией герцога и великой княгини в будущем становится, подаренный дочери роскошный дворец на Исаакиевской площади у Синего моста. Однако до окончания его строительства в 1845 г. молодожены разместились в отдельном здании, предоставленном при столичном Пажеском корпусе на Садовой улице. Напомним, что торжественная закладка Мариинского дворца состоялась 1 октября 1845 г. Его строительство контролировалось утвержденной императором комиссией под председательством зодчих К.И. Росси и В.П. Стасова. За ходом возведения дворца систематически наблюдал зять императора герцог Лейхтенбергский. Он был, безусловно, личностью весьма неординарной и талантливой, признанной многими знаменитыми учеными и техниками. Его имя заслуженно включено в анналы первых разработок в науке гальванопластики, электрохимической металлургии и минералогии. Герцог Максимилиан организовал в Зимнем дворце научную лабораторию, перенесенную позднее под крышу Штаба гвардии. Физик и электротехник академии Петербургской Академии наук, автор многочисленных научных трудов по практическому использованию электричества, создатель гальванопластики и телеграфных аппаратов Борис Семенович (Мориц Герман) Якоби заслуженно считал, что работы герцога Лейхтенбергского «составили эпоху в гальванопластике». Обследуя горные заводы Урала, герцог собрал редкую коллекцию минералов и представил императору детальный отчет об их месторождениях в пределах империи.
В районе Обводного канала (неподалеку от нынешнего Балтийского вокзала) Максимилиан Лейхтенбергский построил уникальный для той эпохи завод по производству бронзовых и мельхиоровых отливок с их отделкой по разработанному им методу золочения в электролизных ваннах. Именно на его предприятии отлили почти все скульптурные изображения для арочных сводов и барабана купола собора, строящегося на Исаакиевской площади. Несколько позже здесь же стали выпускать первые паровозы для Варшавской и Царскосельской дорог. В 1845 г. на промышленном предприятии герцога Максимилиана Лейхтенбергского, первым в России гальванопластическом заводе, золотили медь для куполов храма Христа Спасителя в Москве.
Сегодняшняя улица, названная в 1923 г. в память о мужественном путиловском большевике Михаиле Евстафьевиче Розенштейне, погибшем в Карелии в 1919 г. в неравном бою с белофиннами, перешедшими государственную границу, раньше именовалась Лейхтенбергской улицей. Название связано с находившимися поблизости бронзовым и чугунолитейным заводами герцога.
Продав некоторые свои итальянские владения, герцог вложил полученные деньги в покупку огромного имения
в Тамбовской губернии. Через некоторое время, благодаря деловой хватке нового хозяина, запущенное поместье превратилось, как по волшебству, в высокодоходное хозяйство.
Возглавляя Главное управление корпуса горных инженеров, Максимилиан Лейхтенбергский внес заметный вклад в науку о минералах. В круговерти своих технических занятий и увлечений герцог выделял время для благотворительной деятельности в российской столице. В 1846 г. он возглавил «Общество попечения бедных», на собранные деньги от пожертвований покупает квартиры для малоимущих, организует для них мастерские по изготовлению кустарных изделий и сеть магазинов по их реализации. А в Тупиковом переулке (ныне – Пирогова), на углу Вознесенского проспекта, герцог открыл первую в мире бесплатную «Максимилиановскую лечебницу для приходящих». Лечебное учреждение, основанное в 1850 г. филантропическим обществом, президентом которого тогда являлся герцог Максимилиан Лейхтенбергский, существует и в наши дни и по-прежнему называется Максимилиановской больницей.
Кроме серьезного увлечения минералогией, в круг интересов герцога входила также живопись, он слыл довольно способным рисовальщиком и талантливым экспертом живописных работ. Решением Совета Императорской Академии художеств в 1842 г. Максимилиана избирали ее почетным членом, а через год он становится президентом высшего художественного учебного заведения России. На этом ответственном и почетном посту герцог Лейхтенбергский находился до дня своей кончины. Занимая должность президента Академии художеств, Максимилиан организовал при ней Императорское мозаичное заведение. По инициативе герцога в нем, под руководством известных мастеров из Италии, воспроизвели копию знаменитого мозаичного пола Ватиканского дворца.
Герцог Максимилиан Лейхтенбергский скончался в Мариинском дворце в ночь на 20 октября 1852 г., он прожил всего 35 лет. Причиной его кончины оказалась болезнь после поездки по Уралу в должности директора столичного Горного института. Во время делового путешествия ему пришлось осматривать горнодобывающие и обрабатывающие предприятия уральского региона, спускаться в глубокие шахты, находиться в горячих цехах заводов при выплавке металла. Герцог тогда сильно простудился, перенес болезнь «на ногах» и умер от последовавших тяжелых осложнений. Его похоронили в Мальтийской капелле столичного Пажеского корпуса. Усыпальницу герцога Лейхтенбергского украсило надгробие из зеленого уральского мрамора, а его сердце переправили на родину Максимилиана в Мюнхен и захоронили в семейном родовом склепе.
У герцога Максимилиана Лейхтенбергского и великой княгини Марии Николаевны за годы их совместной супружеской жизни родилось семеро детей: Александра (1840–1843), герцогиня Лейхтенбергская, умерла в детстве; Мария (1841–1914), княжна Романовская, в 1863 г. вышла замуж за Вильгельма Баденского, младшего сына герцога Баденского Леопольда; Николай (1843–1891), 4-й герцог Лейхтенбергский; Евгения (1845–1925), княжна Романовская, вышла замуж за А.П. Ольденбургского; Евгений (1847–1901), 5-й герцог Лейхтенбергский, был женат первым браком на Дарье Константиновне Опочининой (1845–1870), вторым браком с 1878 г. на Зинаиде Дмитриевне Скобелевой (1856–1899), сестре генерала Скобелева; Сергей (1849–1877), герцог Лейхтенбергский, убит в Русско-турецкую войну; Георгий (1852–1912), 6-й герцог Лейхтенбергский, был женат первым браком на Терезе Ольденбургской (1852–1883), вторым браком на Анастасии Черногорской (1868–1935).
Как все дети императорской семьи, они находились под присмотром гувернеров и профессиональных педагогов-наставников. За их воспитанием, физическим развитием и образованием строго следил их дедушка – император Николай Павлович.
Сын герцога Николай Максимилианович позже свидетельствовал в своих мемуарах: «Нас далеко не нежили… Комнаты, в особенности спальня, были холодные (10–12 градусов). Спали мы всегда на походных кроватях, летом на тюфяках, набитых сеном, и покрывались лишь одним пикейным одеялом». Николай Павлович лично следил, чтобы его внуки регулярно занимались гимнастикой, имели офицерскую выправку и безупречно владели всеми видами личного оружия. По его распоряжению для обучения внуков приглашали самых лучших преподавателей и профессоров Университета.
Детские помещения по совету императора архитектор проекта Мариинского дворца А.И. Штакеншнейдер специально предусмотрел на первом этаже здания. Там же выделили Рекреационный зал значительных размеров, пригодный для активного отдыха и детских спортивных игр.
На фоне постоянного царского контроля в семействе жилось довольно сложно и взрослым, и детям. Однако еще при жизни герцога Максимилиана Лейхтенбергского в высшем столичном обществе стали постепенно распространяться слухи о том, что великая княгиня Мария Николаевна не отличается особой супружеской добродетелью.
Краевед А.И. Фролов в своей книге о великокняжеских дворцах упоминает, что «наибольшую огласку получила связь великой княгини с графом Г.А. Строгановым. Злые языки даже утверждали, что настоящим отцом младших детей Лейхтенбергского на самом деле был Строганов. По поводу рождения последнего сына Георгия князь Меншиков сострил, что Максимилиан, хотя „в деле не был, Георгия получил“».
Григорий Александрович Строганов (1824–1878) родился в семье графа Александра Григорьевича Строганова от его брака с Натальей Викторовной Строгановой, в девичестве Кочубей. Будущий морганатический супруг великой княгини Марии Николаевны – дочери Николая I был очень похож на свою мать. Историк В.М. Соловьев вспоминал, что «он не имел в себе ничего общего со Строгановыми – веселый, живой, шумный, стройный и красивый молодой человек».
При Николае I начался их роман. После кончины Максимилиана Лейхтенбергского 1 ноября 1852 г., выдержав годовой траур, княгиня решила обвенчаться с Жоржем, так она называла графа Григория Александровича. 4 ноября (16 ноября) 1853 г. граф сочетался браком с великой княгиней Марией Николаевной. Тайное венчание состоялось в домовой церкви родового имения Татьяны Борисовны Потемкиной. Свидетелями были князь Василий Андреевич Долгоруков (1804–1868) и граф Михаил Юрьевич Виельгорский (1787–1856). Первый был военным министром, и раскрытие его участия в церемонии неминуемо привело бы к крушению всей служебной карьеры. Но за сестру так просил брат-наследник великий князь Александр Николаевич, что князь, питавший к цесаревичу огромную симпатию, не устоял. Второй же свидетель, граф М.Ю. Виельгорский, доводился старшим братом управляющему двором великой княгини Матвею Юрьевичу, и поначалу Мария Николаевна к тому с деликатной просьбой и обратилась, но граф испугался и предложил на эту роль своего брата, известного «любителя муз», композитора и скрипача-любителя.
При организации церемониала венчания Мария Николаевна столкнулась еще с одной немаловажной проблемой – приглашением священнослужителя. Все священники, к которым обращалась великая княгиня, категорически отказывали ей, страшась неотвратимого сурового наказания за участие в церемонии тайного бракосочетания. Т.Б. Потемкиной все же удалось убедить совершить обряд венчания священника Троицкой церкви при ее Гостилицкой усадьбе Иоанна Стефанова.