Рождение сына у наследника престола в полдень того же дня было отмечено торжественным молебствием в царскосельской придворной церкви. Оно было совершено в присутствии Екатерины II и всего двора. После молебна придворные чины приносили поздравления императрице и были допущены «к руке». Павел отслужил молебен еще ранним утром и тогда же принимал поздравления придворных. В тот же день в Царскосельском дворце состоялся парадный обед «на 64 куверта», а 29 июня (10 июля), в день тезоименитства Павла Петровича, состоялся большой бал с приглашением «особ первых пяти классов».
Новорожденный великий князь отличался необыкновенными размерами. В день его рождения бабка, Екатерина II, писала Гримму: «Сегодня в три часа утра мамаша (то есть Мария Федоровна) родила большущего мальчика, которого назвали Николаем. Голос у него — бас, и кричит он удивительно, длиною он аршин без двух вершков, а руки у него немного меньше моих. В жизни моей первый раз вижу такого рыцаря. Если он будет продолжать, как начал, то братья его окажутся карликами перед этим колоссом».
Екатерина оказалась в какой-то степени пророчицей. Николай впоследствии действительно превратился в статного мужчину, обладавшего величественным видом и таким голосом, от которого слабонервные, попадись они императору под горячую руку, просто падали в обморок. Оказалось как нельзя кстати и слово «рыцарь». Все свое царствование Николай ощущал потребность в рыцарской ауре и вносил ее всюду — от устройства рыцарских турниров и архитектурного стиля (Коттедж в Петергофе) до рыцарства (как он его понимал) в политике (сохранение верности идеалам, хотя они и противоречили политическим выгодам).
Крещение новорожденного было совершено 6(17) июля, и он был наречен Николаем — именем, которого не бывало прежде в русском императорском доме. На это обратили внимание современники. Воспреемниками при крещении были старшие брат и сестра младенца — будущий император Александр I и великая княгиня Александра Павловна. Перед окончанием литургии на новорожденного были возложены знаки ордена Андрея Первозванного, которым при рождении награждались все великие князья. После обряда крещения состоялся еще один парадный обед, теперь уже «на 174 особы», а вечером — придворный бал, продолжавшийся до десяти часов вечера. На этом торжества по случаю рождения Николая Павловича окончились.
Воспитание великого князя, по традиции, было поручено сперва женщинам. В ноябре был утвержден штат новорожденного великого князя, который возглавила статс-дама Шарлотта Карловна Ливен. Кроме нее в штат вошли три дамы-гувернантки: Ю. Ф. Адлерберг, Е. Синицына и Е. Панаева; няня — шотландка Евгения Васильевна Лайон (в замужестве Вечеслова); кормилица — красносельская крестьянка Ефросинья Ершова; две камер-юнгферы — Ольга Никитина и Аграфена Черкасова; две камер-медхен — Пелагея Винокурова и Марья Перьмякова и два камердинера — Андрей Валуев и Борис Томасон. При великом князе состояли также лейб-медик доктор Бек, аптекарь Ганеман и зубной врач Эбеланг. В раннем детстве особое влияние на мальчика оказала его няня Лайон. Женщина с сильным характером, очень привязанная к своему воспитаннику, она смогла внушить ему в первые же годы жизни понятие о долге, чести, о рыцарских добродетелях. Но она же, вероятно, передала мальчику и некоторые свойственные ей предрассудки. Так, находившаяся в Варшаве во время восстания Костюшко в 1794 г. и испытавшая тогда сильное нервное потрясение, Евгения Лайон навсегда возненавидела поляков и евреев и внушила те же чувства маленькому Николаю.
Как было принято в то время, Николай с колыбели был записан в военную службу. 7 (18) ноября 1796 г. он был произведен в полковники и назначен шефом лейб-гвардии Конного полка. Первому батальону этого полка было присвоено его имя. Тогда же он получил свое первое жалованье — 1105 рублей.
Известно, как сложны были отношения Павла I с его старшим сыном Александром, будущим императором. Павел ненавидел свою мать, которая отвечала сыну тем же и всю свою любовь перенесла на старшего внука. Павел не без оснований подозревал, что Екатерина хочет, минуя его, передать права на российский престол Александру. Понятно, что отношения Павла с Александром и отчасти с Константином были далеко не простыми. Иное дело — младшие дети (в 1798 г. у Павла родился еще один сын — Михаил). Павел страстно любил их, отдавая особое предпочтение Николаю. Он часто играл с детьми, уделяя им немалую долю своего досуга. Характерно, что первой игрушкой, купленной Николаю, как явствует из приходно-расходной книги, было деревянное ружье, приобретенное в августе 1798 года за 1 руб. 50 коп. Затем купили и четыре деревянные шпаги. В апреле 1799 года великий князь впервые надел военный мундир лейб-гвардии Конного полка. Словом, военный обиход окружал будущего русского императора с самых первых шагов.