Обряд венчания состоялся 6 июля 1880 года в небольшой комнате нижнего этажа Большого Царскосельского дворца у скромного алтаря походной церкви. Были приняты строжайшие меры к тому, чтобы никто из караульных солдат или офицеров, ни один дворцовый слуга не заподозрили о происходящем. Можно подумать, что речь шла о каком-то постыдном поступке, но, скорее всего, Александр II заботился о том, чтобы его родня не попыталась сорвать мероприятие. Император был одет в голубой гусарский мундир, невеста — в простое светлое платье. Венчал их протоиерей церкви Зимнего дворца Ксенофонт Никольский, а присутствовали на церемонии граф А. В. Адлерберг, генерал-адъютанты А. М. Рылеев и Э. Т. Баранов, сестра невесты Мария Михайловна и неизбывная мадемуазель Шебеко. Все они позже подверглись некому подобию остракизма со стороны так называемого «большого света».
Ей было тридцать два года, ему — шестьдесят два. Их отношения длились уже много лет, и император, женившись на Екатерине, все же выполнил свою клятву, которую дал ей когда-то: при первой возможности жениться на ней, ибо навеки считал ее женой своей перед Богом.
В день свадьбы он сказал:
— Четырнадцать лет я ждал этого дня и боюсь своего счастья. Только бы Бог не лишил меня его слишком рано…
Через несколько часов он издал тайный указ, объявляя о свершившемся и предписывая жене титул и фамилию Светлейшей княгини Юрьевской. Ту же фамилию получили и их дети, а также те, которые могут родиться впоследствии.
Племянник императора, великий князь Александр Михайлович, так описывал полуофициальное представление новой супруги императора его родне:
«Когда Государь вошел в столовую, где уже собралась вся семья, ведя под руку молодую супругу, все встали, а великие княгини присели в традиционном реверансе, но отводя глаза в сторону… Княгиня Юрьевская элегантно ответила реверансом и села на место императрицы Марии Александровны. Полюбопытствуя внимательно наблюдал за ней… Она была явно очень взволнованна… Часто она поворачивалась и слегка пожимала его руку. Ее усилия присоединиться к общему разговору встретили лишь вежливое молчание… Когда мы возвращались домой, моя мать сказала отцу: «Мне неважно, что ты думаешь или делаешь, я никогда не признаю эту наглую авантюристку».
После бракосочетания молодожены уехали в Крым. Их медовый месяц длился с августа по ноябрь. По возвращении в столицу Екатерина Михайловна поселилась в императорских апартаментах, а на ее банковский счет Александр II положил более трех миллионов рублей золотом. Казалось, император был совершенно счастлив…
Говорят, что он даже подумывал о том, чтобы короновать свою супругу, однако титул царицы, казавшийся столь близким и возможным, так и не стал для Екатерины реальностью.
Когда Екатерина Долгорукая стала Светлейшей княгиней Юрьевской, паника родственников Александра II еще более усилилась, ведь аналогичные титулы появились и у ее детей. Чем же это так напугало представителей клана Романовых? Что касается самой Екатерины Михайловны, то новый титул должен был напомнить всем об одном из предков Романовых, боярине начала XVI века Юрии Захарьине, а также о знаменитом Рюриковиче Юрии Долгоруком. Однако гораздо более важным этот указ оказался для детей Екатерины и Александра. Во-первых, император не хотел оставлять их на прежней фамилии, опасаясь, что после его кончины род Долгоруких от них отречется и они превратятся в бесфамильных «бастардов». Во-вторых, в указе названы Георгий Александрович и Ольга Александровна — здесь все дело в отчестве, в официальном признании того, что император является их отцом. С точки зрения родни Александра II, это уже становилось опасным.
Желая материально обеспечить свою жену и детей, у которых не было никакого личного состояния, император составил завещание. Согласно ему, положенная в банк от имени Александра II сумма в размере трех миллионов трехсот двух тысяч девятисот семидесяти рублей в процентных бумагах являлась собственностью его жены и их общих детей. В письме к своему сыну от первой жены, наследнику престола, будущему Александру III Александр II просил в случае его смерти быть покровителем и добрым советчиком его жены и детей. Он писал: