В октябре 1726 года прибыл в Петербург принц Карл-Август, носивший титул епископа Любского, двоюродный брат герцога Голштинского, только что женившегося на старшей дочери Петра I, царевне Анне Петровне. Императрица Екатерина стала прочить этого приезжего принца в женихи своей второй дочери, Елисавете. Между тем Остерман составил смелый и, можно сказать, дикий план иначе устроить судьбу Петровой дочери. Он заявил членам Верховного тайного совета мысль сочетать принцессу Елисавету с племянником ее, Петром Алексеевичем. Но, сознавая, что такая мысль противна православной церкви, Остерман прибегнул к такому извороту: «Супружеское сие обязательство, предпринимаемое между близко сродными персонами, может касаться только до одних подданных, живущих под правительством, но не до высоких государей и самовластной державы, которая не обязана исполнять во всей строгости свои и предков своих законы, но оные по своему изволению и воле отменят свободную власть и силу имеют, особенно когда от того зависит благополучие столь многих миллионов людей». Государыня приказала узнать мнение Святейшего синода, может ли племянник вступить в брак с теткою? Синод отвечал, что это не может быть дозволено ни божескими, ни человеческими законами. Для успокоения совести думали было отнестись с таким вопросом ко вселенским патриархам, но тут Екатерина умерла. После ее смерти открыто было ее (сомнительное) завещание, в котором она, оставляя престол сыну казненного царевича Алексея, Петру, и назначая правителем государства во время его малолетства Меншикова, обеим дочерям, кроме приданого в триста тысяч рублей и единовременной выдачи по миллиону рублей, определила во все время их пребывания в России, выдавать им ежегодно на содержание по сто тысяч рублей, а Елисавета, по воле матери, должна была сочетаться браком с принцем епископом Любским.
Но епископ Любский умер в Петербурге в июне 1727 года, а в следующем году скончалась старшая дочь Петра I, герцогиня Голштинская Анна Петровна, и Елисавета Петровна осталась одна, без близких родных и руководителей. Ей было 18 лет. Двое знатных женихов искали руки ее — Мориц, принц Саксонский, и Фердинанд, герцог Курляндский, человек уже очень старый для такой женитьбы. Елисавета отказала им обоим.
Молодой Петр II некоторое время был дружески расположен к своей тетке, и Елисавета было совершенно овладела его сердцем. Английский посол Рондо писал, что Елисавета умела показать любовь ко всему, что нравилось царю. Таким образом, Петр пристрастился к псовой охоте, и Елисавета тоже интересовалась этого рода забавой. Но скоро князь Алексей Долгорукий и сын его, Иван, успели охолодить взаимную привязанность между теткой и племянником. Молодой камергер Бутурлин приобрел особенное расположение Елисаветы. Сначала Петр сам полюбил его и пожаловал ему орден святого Александра Невского и чин генерал-майора, но потом ему представили в дурном свете отношения Бутурлина к принцессе, и Петр возненавидел его. Он стал обращаться с Елисаветой холодно. Когда в сентябре 1728 года Елисавета праздновала свои именины, царь не прибыл к обеду, не дождался бала и уехал прочь. Тогда все заметили, что царь сердит, но Елисавета, казалось, не обращала на это внимания, весь вечер танцевала и была отменно весела. В следующем месяце того же года прусский посол, Вратиславский, предложил Елисавете брак с Карлом, маркграфом Бранденбургским. Петр отказал ему, не сносясь даже с теткой. Весною следующего 1729 года Петр покончил с Бутурлиным, отправивши последнего в Украину с полками.