В царской семье был объявлен глубокий траур. Вдовствующая императрица Мария Федоровна, получив известие о смерти любимой дочери, долгое время находилась в шоковом состоянии. Она замкнулась в себе и никого не хотела принимать.
Начались пересуды — в собственной семье, в российском императорском Доме, в обществе, среди монархов и политиков Европы. В чем причина смерти великой княгини? Укоряющие взгляды были направлены в сторону короля Вильгельма. Он же откровенно не скрывал своего горя.
12 января после гражданской панихиды гроб с телом усопшей был установлен в православной церкви. В течение следующего дня служили заупокойную службу в присутствии родных и государственных вельмож. Погребение состоялось 14 января. В последний путь свою королеву провожали почти все жители города. Народная скорбь была искренней: немногим более чем за два года своего пребывания в Вюртемберге королева столько сделала для подданных, сколько не было сделано за предыдущие десятилетия.
Великую княгиню-королеву похоронили временно в Штутгарте, в приделе городской церкви. В 1824 году ее останки были торжественно перенесены в мавзолей, возведенный по приказу короля Вильгельма I на вершине горы Ротенберг, одном из самых поэтичных мест в окрестностях Штутгарта. Автором проекта великолепного сооружения был итальянец Джованни Саллучи. На портале мавзолея надпись: «Die Liebe ho&ret nimmer auf» («Любовь вечна»).
По сей день русская великая княгиня Екатерина Павловна покоится на горе Ротенберг рядом с супругом-королем вдали от своей родины. Память о ней жители Штутгарта и немецкой земли Вюртемберг бережно хранят. Именем Екатерины Павловны названы улицы. В созданном ею женском институте (после смерти королевы ему присвоено имя «Екатерининский») каждый год 9 января, в день кончины, традиционно зачитывается краткий обзор ее жизни. Почти забытая в России, она очень почитается в Вюртемберге. Популярность дочери российского императора Павла I с годами не угасает. Немецкие писатели пишут о ней книги.
Великая княгиня Екатерина Павловна оставила после себя четверых детей. Сыновья, принцы Александр и Петр, воспитанные в вере своего отца-лютеранина, переехали после кончины матери в Ольденбург к деду, великому герцогу Петру Фридриху Людвигу. Там они продолжили свое образование. Каждые два года принцы приезжали в Штутгарт, чтобы увидеться с сестрами, принцессами Марией и Софией.
Старший сын, Александр, скончался в 1829 году, не оставив потомства. Восемнадцатилетний Петр, который занимался юриспруденцией, был вызван дядей, императором Николаем I, в Петербург и зачислен в Преображенский полк на действительную службу. В 1842 году он имел уже звание генерал-адъютанта и честно служил родине своей матери — России. По инициативе Петра Георгиевича Ольденбургского в Петербурге были открыты курсы для подготовки преподавателей женских гимназий.
На свои собственные средства сын великой княгини Екатерины Павловны строил дома для училищ и покупал для них необходимое оборудование, словно взяв эстафету из рук своей матери. Он основал училище правоведения, в котором получали специальность будущие русские юристы. В 1889 году, спустя восемь лет после смерти герцога, за верную службу российскому отечеству на Литейном проспекте в Петербурге ему был установлен памятник, на котором начертаны слова: «Просвещенному благотворителю». Дочь Екатерины Павловны, принцесса Вюртембергская Мария, проживала в Штутгарте, там и скончалась. Потомства не оставила, с императорской семьей Романовых связь не поддерживала. Россия была для нее чужой страной.
Младшая дочь София детские и юношеские годы провела в Германии, там же получила образование. Красоту матери она не унаследовала, но умом, живостью и любознательностью была на нее несомненно похожа. В двадцать один год вышла замуж за старшего сына своей родной тети, великой княгини Анны Павловны, королевы Нидерландской. Муж, спустя десять лет после брака с принцессой Софией унаследовавший нидерландский престол (его отец неожиданно скончался от несчастного случая), был в отличие от супруги флегматичным, малоэнергичным человеком, хотя и постоянно ищущим удовольствий на стороне. Общество умной и темпераментной супруги-кузины его не привлекало. Ее интересы — любовь к литературе, искусству, политике — ему были не близки. Так что гармонии в браке, учитывая похождения мужа на стороне, не было. В семье родилось трое сыновей, которые также не принесли радости матери: средний сын умер, когда ему было всего лишь семь лет, младший, Александр, имел слабое здоровье и был почти инвалидом, а старший, Виллем, характером и интересами пошел в отца, так что своей матери доставлял лишь беспокойство.
Образованная женщина, большой знаток литературы, вынуждена была свои высокие идеалы совмещать с реальностью семейной жизни. По свидетельству современников, ей приходилось даже платить по долгам мужа, а иногда и посылать за ним ночью карету, чтобы привезти в дом после очередного романтического загула.