О сомнительности происхождения своей избранницы знал и наследник. Об этом свидетельствует письмо Орлова Николаю I из Гааги 10 (22) апреля 1839 г. «Не думайте, Государь, что я скрыл от него циркулирующие относительно ее рождения слухи, — добросовестно сообщал он, оберегая себя от возможных осложнений, — он об этом узнал в тот же день в Дармштадте, но он судил о них с полной серьезностью, как и вы, что было бы лучше, если бы было иначе, но что она носит имя своего отца и что с легальной стороны никто не может сделать никаких возражений». Одной Александре Федоровне, гордой чистотой своей крови и своим незапятнанным супружеским целомудрием, стало по-женски стыдно, неловко, но она не смела пойти против воли мужа и сына, хотя и высказала в письмах к цесаревичу свое огорчение.
С разрешения родителей Александр Николаевич еще раз побывал в Дармштадте. Письма к отцу в конце мая — начале июня свидетельствуют, что избранница его никак не разочаровала, что он не меньше прежнего увлечен. «Смею надеяться, что все хорошо пойдет», — заверял он уверенно. Во всем этом деле наследник отмечает заслуги Орлова и говорит, что будет ему за это «вечно благодарен». Действительно, он это доказал в первые годы своего царствования.
Однако по возвращении домой в конце лета наследник неожиданно для всех и, возможно, для себя возобновил роман с Ольгой Калиновской. Это было время сильного недовольства Николая I сыном. Он писал жене из Бородинского лагеря 31 августа 1839 г. «Саша взял привычку курить, и я, к своему глубокому сожалению, вижу, что он ничем серьезным не занимается: он предпочитает быть со своими адъютантами и с некоторыми другими лицами, а по вечерам играет в вист со своими и Микуличем; все это, конечно, не предосудительно, но я не вижу в нем ни малейшей склонности заняться и довольствоваться самим собою. Я об этом ему не говорю, так как я замечаю, что мои мнения принимаются не как от друга, а, напротив, как от лица, которое хочет первенствовать над ним, и я молчу, желая посмотреть, к чему это приведет». Через несколько дней из Москвы, 5 сентября, он пишет жене еще более удрученно и даже насколько драматично: «…» Характер Саши, к несчастью, не развивается в нужную сторону, и, к моему сожалению, я открываю в нем недостатки, которых я у него не знал. Сегодня, например, он солгал мне самым бесстыдным образом. «…» Вместо того чтобы иметь друга и помощника, я боюсь, что скоро около, меня окажется существо, которое пойдет в направлении, противоположном тому, что я думаю и что я делаю. Есть от чего трепетать. Но для меня Империя прежде всего, и как бы я ни любил своих детей, я еще больше люблю мою родину, и пример Петра Великого передо мною, чтобы диктовать мне мои обязанности, я колебаться не стану». Как не похожи эти оценки и явно пульсирующая в них душевная боль на восторженные признания вполне довольного сыном любящего отца два года назад, во время путешествия наследника по России. В душе Николая I должно было накопиться много горечи для того, чтобы он хотя на короткое время оказался в состоянии так говорить о своем старшем сыне. Взрыву отцовского раздражения, видимо, немало способствовал возврат наследника от принцессы к фрейлине.
В конце концов дармштадтское дело Николай I взял в свои крепкие руки и привлек к нему талантливого дипломата Ф. И. Брунова, который вскоре сообщил, что в Германии и в Англии брак цесаревича с принцессой Марией считается делом решенным. 4 апреля 1840 г. в Дармштадте состоялась помолвка великого князя Александра Николаевича с гессенской принцессой Марией. Известие об этом привез в Петербург князь А. И. Барятинский, в честь чего был дан сто один выстрел с Петропавловской крепости. Первое свидание императора Николая I и императрицы Александры Федоровны с будущей невесткой состоялось через два месяца во Франкфурте-на-Майне. Об этой встрече цесаревич писал своему брату, тринадцатилетнему великому князю Константину Николаевичу: «Вчера Папа, Мама и Оля приехали сюда и здесь познакомились с моей милой Марией, которая тебя уже знает по твоему портрету, он у меня всегда стоит на столе, и я часто смотрю с удовольствием на твою милую рожу». Это радостное событие, однако, скрещивается с похоронами Фридриха-Вильгельма III. Александра Федоровна едва поспевает в Берлин к последним часам своего отца и встречается с принцессой Марией уже под впечатлением похорон. Дармштадтская невеста входит в семью Романовых среди траурной обстановки. Это не помешало ей сблизиться со свекровью и новой семьей. В сентябре 1840 г. принцесса Мария вместе с царской семьей прибыла в Петербург. 5 декабря состоялось миропомазание, и по принятии в лоно Православной Церкви она была наречена великой княжной Марией Александровной. На другой день, в именины Николая I, было обручение, а 16 апреля 1841 г., в «накануние» дня рождения цесаревича (исполнялось 23 года, а невесте еще не было и 17), совершено бракосочетание, через два года после первой встречи, сразу определившей этот финал.