Расставание с привычной воткинской обстановкой, с близкими людьми, пребывание в пансионе Шмеллинга не могли не отразиться на и без того эмоционально хрупком ребенке. Корь, физически не опасная в его возрасте, «довершила его нервное расстройство». Начались сильные припадки, и доктора определили страдание спинного мозга. Никаких более сведений об этой болезни, по признанию самого Модеста, не имеется. Однако можно предположить, что уже тогда Чайковский страдал неврастенией и его проблемы носили не физический, а психический характер. Неудивительно, что в это время его поведение и настроение частично теряют черты прежнего благодушия. «Дети уже не те, — пишет Александра Андреевна, — что были в Воткинске; свежесть и веселость исчезла. Николай постоянно бледный и худощавый, Пьер — тоже». В письме к Фанни в феврале 1850 года Александра Андреевна жалуется на то, что Петя очень изменился характером: «Он стал нетерпелив, и при каждом слове, которое ему говорят и которое ему не по вкусу, — слезы на глазах и ответ готов». Родители решили больше не посылать Петю к Шмеллингу, а Николая определили в другой, более спокойный пансион Гроздова, где он оставался до поступления в Горный корпус.
Однако переезд в Петербург положительно повлиял на развитие музыкальных способностей будущего композитора. Его родители договорились с профессиональным преподавателем об уроках, и несмотря на то что из-за Петиной болезни состоялось всего несколько занятий, они оставили заметный след. Годы спустя на вопрос о том, когда он начал сочинять музыку, Чайковский часто отвечал, что он делает это с тех самых пор, как только музыку узнал. «И он в полном смысле слова узнал [музыку], — пишет Модест Ильич, — во время его первого приезда в Петербург».
Но надолго Чайковские там не задержались. В мае 1849 года Илья Петрович был назначен управляющим частными металлургическими заводами в Алапаевске и вся семья (за исключением Николая, оставшегося учиться в Петербурге) должна была возвратиться на Урал. Алапаевск оказался маленьким и неинтересным рабочим городком. У Чайковских не было культурного общества, как в Воткинске или в Петербурге. В этом унылом краю Петр продолжал тосковать по своей прошлой жизни. Анастасия Попова, двоюродная сестра Чайковского, писала Фанни Дюрбах, что «когда мы получили Ваше письмо… <…> Петенька читал его вслух и очень много плакал. Он очень любит Вас». В 1849 году он сам признавался любимой гувернантке в письме из Алапаевска: «Весь вечер был веселым для взрослых, но мне, представьте, дорогая и хорошая Фанни, не хватало моего брата, моего друга и моей доброй и чудной наставницы, которую я так любил в Воткинске. О, как бы я был бы счастлив, если бы мог провести время с ней или, хотя бы, с Веничкой и Колей».
Старший брат Николай, учившийся в это время в Петербургском горном корпусе, упомянут здесь не случайно. В эмоциональной жизни Петра Ильича он играл важную роль лишь в самые ранние годы детства и начала отрочества. Модест Ильич свидетельствует, что Николай был «самым блестящим по внешности» из детей; «ловкий, красивый, изящный, до страсти любивший физические упражнения, он в отношении к Петру Ильичу был совершенно то же, что Володя в “Детстве и отрочестве” Льва Толстого к Коле». Кроме того, что Николай отлично учился, он был превосходным пианистом и в Горном корпусе «сделал такие успехи в музыке, что превзошел всех своих однокашников», — писал Петр в 1850 году Фанни. Вполне возможно, что пример старшего брата мог оказать какое-то влияние на занятия музыкой его самого.
Воспитанием девятилетнего Пети в основном занимались его единокровная сестра Зинаида и их кузина Лидия. У обеих девушек, однако, не было особенных педагогических дарований. Ребенок часто вызывал упреки в лености и нерадивости к учению, но не в связи с музыкальными упражнениями. Напротив, Лидия сообщала Фанни 7 июня 1849 года: «…иногда между собой танцуем или поем под музыку Пети. Он очень мило играет, можно подумать, что взрослый. Нельзя сравнить его теперешнюю игру с игрою на Боткинском заводе». Сам Чайковский писал ей же: «Я никогда не покидаю фортепиано, которое меня очень радует, когда мне грустно».