В юности Александр Александрович был неловким, вечно спотыкался, все опрокидывал, был крайне застенчив, нелюдим, антиобщественен. Его дяди, особенно Константин Николаевич, третировали его, как невоспитанного (этого он не забыл после). С одним лишь старшим братом цесаревичем Николаем у него была нежная дружба. Внешностью, характером, привычками и самим складом ума Александр III мало походил на своего отца. Император отличался высоким (193 см) ростом. Некрасивый, мешковатый, ни в мать, ни в отца. Мускулист. По-русски писал неграмотно. Медленно соображал, мнение свое менял нечасто. В юности он обладал исключительной силой – пальцами гнул монеты и ломал подковы, вышибал плечом дверь, но с годами сделался тучным и громоздким, но и тогда, по свидетельству современников, в его фигуре было что-то грациозное. Держал себя холодно, отрывисто. Грубый. Был сторонником физических наказаний. Он совершенно был лишен аристократизма, присущего его деду и отчасти отцу. Даже в манере одеваться было что-то нарочито непритязательное. Его, например, часто можно было видеть в солдатских сапогах с заправленными в них по-простецки штанами. В домашней обстановке он надевал русскую рубаху с вышитым на рукавах цветным узором. Отличаясь бережливостью, часто появлялся в поношенных брюках, тужурке, пальто или полушубке, сапогах.
Первоначально, Александр II намеревался женить наследника престола на имевшей репутацию красавицы датской принцессе Александре; но эти планы были расстроены усилиями британской королевы Виктории, которая поспешила женить на ней своего сына Альберта (впоследствии король Эдуард VII). Весной 1864 г. брат Александра – Николай Александрович (любимый сын Александра II) – отправился за границу и, находясь в Дании, сделал предложение датской принцессе Дагмаре; 20 сентября совершилась официальная помолвка. Перед свадьбой Николай Александрович отправился в путешествие по Италии, где почувствовал недомогание: после ушиба у него начались сильные боли в спине, от которых он вскоре слег и скончался в апреле 1865 г. Когда состояние здоровья старшего брата стало угрожающим, Александр Александрович поспешил к нему в Ниццу; по пути к нему присоединилась принцесса Дагмара с матерью. Они застали наследника престола уже при смерти; последний скончался в ночь на 13 апреля от туберкулезного воспаления спинного мозга. Александр Александрович был провозглашен цесаревичем и наследником престола. Летом 1866 г. цесаревич поехал путешествовать по Европе и, между прочим, собирался заехать в Копенгаген к невесте покойного брата, которая приглянулась ему при первой встрече. 28 октября 1866 г. они венчались в Большой церкви Зимнего дворца. Дагмару назвали великой княгиней Марией Федоровной.
В молодости Александр Александрович был увлечен красавицей княжной Мещерской, на которой он хотел жениться. Это увлечение сблизило его с кузеном ее, князем Владимиром Петровичем Мещерским, а сближение это наложило глубокий след на царствование не только его, но и его сына. Уже будучи мужем бывшей невесты покойного брата, цесаревич Александр продолжал посещать нашумевшую «точку» (Мещерский – «точка»). В собраниях на Почтамтской улице (где жил князь В.П. Мещерский), затягивавшихся до поздней ночи, участвовали наставник цесаревича К.П. Победоносцев и друзья его детства – графы Шереметев и Воронцов. На этих литературно-политических радениях Александр III получил свое политическое крещение, давшее характер его царствованию. Радения эти и дружбу с князем В.П. Мещерским прекратил Александр II, по просьбе своей невестки Марии Федоровны, скандализированной, как и весь тогдашний Санкт-Петербург, предпочтением, которое цесаревич оказывал своему политическому другу перед молодой женой. Эта дружба возобновилась лишь после вступления Александра III на престол, т. е. через 16 лет.