Сама же Долгорукая стала княгиней Юрьевской только после того, как весной 20 мая 1880 года умерла Мария Александровна. Бесспорно, супруг был жесток и даже бессердечен с ней до конца. Даже в последние дни жизни Марии Александровны, когда она уже не вставала и всем было видно, что она умирает, Александр тем не менее каждый вечер покидал дворец и уезжал ночевать в Царское Село, где ждала его Долгорукая и дети. В одну из таких ночей Мария Александровна так тихо ушла из жизни, что этого даже не заметила задремавшая у ее постели сиделка. Императрица как будто чувствовала, что муж только и ждет ее смерти, чтобы узаконить свои отношения с Долгорукой. Так это и было. Брак с Марией Александровной казался императору тюрьмой. Уже после венчания с Екатериной он сказал: «О, как долго я ждал этого дня. Четырнадцать лет. Что за пытка! Я не мог ее больше выносить, у меня все время было чувство, что сердце не выдержит более этой тяжести». 6 июля 1880 года, когда еще не закончился сорокадневный траур, государь обвенчался с Долгорукой в Царском Селе. Попытка министра двора графа Адлерберга возразить государю, перенести обручение на более поздний срок была нетерпеливо прервана самодержцем — он ждал четырнадцать лет и теперь не будет ждать ни одного дня! Как и в своих отношениях с Марией Александровной, которая для него была в тягость, но с которой он жил-таки под одной крышей, в отношениях с Екатериной император не был последователен: с одной стороны, он так спешил узаконить перед Богом свой брак, что пренебрег церковным сорокадневным траурным обычаем, но при этом венчался тайно, в присутствии всего лишь нескольких человек (среди них не было ни наследника престола, ни его жены), будто стыдился своего поступка. Согласно акту от 6 июля 1880 года, «в походной церкви Царскосельского дворца Его Величество император Всероссийский Александр Николаевич соизволил вторично вступить в законный брак с фрейлиной княжной Екатериной Михайловной Долгорукой». Есть и другая странность: в тот же день он подписал указ Сенату о присвоении княжне Долгорукой в связи со вступлением в брак имени «княжны Юрьевской с титулом светлейшей». Зачем это? Ведь она вступала в законный брак с императором и становилась не Юрьевской, а некоронованной, но женой государя из рода Романовых? Лишь потом, через десять дней царь открыл тайну руководителю своего правительства Лорис-Меликову, да и то под давлением обстоятельств: «Лучше других ты знаешь, что жизнь моя подвергается постоянной опасности. Я могу быть завтра убит. Когда меня больше не будет, не покидай этих столь дорогих для меня лиц. Я надеюсь на тебя, Михаил Тариелович». Впрочем, возможно, император хотел сохранить свой брак в тайне до момента предполагаемой коронации Екатерины: он приказал в придворном ведомстве навести исторические справки о порядке и обстоятельствах коронования Петром Великим своей жены Екатерины Алексеевны в мае 1724 года — это был последний случай, когда правящий самодержец короновал свою супругу.
Придворные, получавшие приглашения на чай к молодоженам, были изумлены той фамильярностью, с которой она обращалась к государю, и вообще манеры Юрьевской показались им вульгарными, провинциальными, как и ее наряды. Возможно, отчасти так и было — ведь Екатерина Михайловна после Смольного почти все годы провела в изоляции, вдали от светских салонов. Она так и не успела «обтесаться» там, приобрести лоск безупречно воспитанной придворной дамы. Но, может быть, в этом заключались для царя ее достоинства: не приобретя салонного лоска, она не стала, благодаря ему, фальшивой. В общении с Александром в присутствии других она была, вероятно, так же проста, как и без них. А это коробило придворных, привыкших к довольно жестким нормам ритуала, который, как известно, распространялся даже на обычное в «собственной половине» царской семьи чаепитие. К тому же многие из них глубоко переживали недавнюю утрату своей госпожи и не могли быть к Екатерине объективны, а тем более лояльны.
Кажется, что царь спешил с оформлением бумаг не зря: годы, тяжесть короны делали свое разрушительное дело, да и охота, которую устроили на него террористы, была в самом разгаре. Летом 1880 года он подписал указ о выделении капитала для детей, который мог бы обеспечить их будущее. Как бы предчувствуя свою гибель, он, зная отношение сына и наследника Александра к княгине Юрьевской, просил его не оставлять жену и детей без защиты в случае его, императора, гибели. Вместе с тем известно, что Александр хотел передать трон наследнику Александру III и уехать вместе с Екатериной и детьми во Францию, купить виллу в Ницце и там, на свободе, встретить старость и смерть... Впрочем, в указе Сенату о присвоении Екатерине Юрьевской, а также детям от нее (Георгию, Ольге и Екатерине) титула светлейших сказано, что титул этот имеют право получить и те дети, «которые могут родиться впоследствии». Значит, царь думал о своем с Екатериной семейном будущем...