Вторая линия великих князей состояла из четырех сыновей, из которых только Константин Константинович был женат династическим браком на великой княгине Елизавете Маврикиевне (1865–1927), принцессе Саксен-Альтенбургской, и имел от нее девять детей, но, по закону императора Александра III, являвшихся только князьями и княжнами императорской крови.
Третья линия великих князей состояла из двух сыновей великого князя Николая Николаевича Старшего — Николая и Петра, женатых на родных сестрах, дочерях князя Черногории. Стана (Анастасия) Николаевна вышла замуж вторым браком за великого князя Николая (в первом браке за герцогом Георгием Максимилиановичем Лейхтенбергским), а ее сестра Милица Николаевна стала супругой великого князя Петра Николаевича. Милица Николаевна (1866–1951) имела четырех детей, а ее сестра Анастасия (1867–1935), разведясь с герцогом Лейхтенбергским, от которого имела двух детей, в возрасте 38 лет вышла замуж за Николая Николаевича Младшего, которому к этому времени был уже 51 год.
Младшая великокняжеская ветвь Михайловичей, из которых только двое сыновей Михаила Николаевича вступили в династические браки, а их жены получили титулы великих княгинь, представлена супругой великого князя Георгия Михайловича, принцессой Греческой, Марией Георгиевной (1876–1940), приходившейся своему супругу двоюродной племянницей. Младший брат Георгия великий князь Александр Михайлович вступил в брак также со своей двоюродной племянницей, дочерью императора Александра III Ксенией (1875–1960), ставшей из великой княжны по отцу великой княгиней по мужу. У этой семейной пары было семеро детей, уже не имевших великокняжеского статуса.
Из родных племянников императора Александра Ш династическим браком (хотя не сразу и с оговорками) был женат только великий князь Кирилл Владимирович. Он женился на Виктории Федоровне (1876–1936), принцессе Саксен-Кобург-Готской Виктории Мелите, хотя этот брак ставился под сомнение Церковью, поскольку невеста приходилась жениху двоюродной сестрой, а император Николай II противился этому браку и по личным мотивам, так как в первом браке Виктория была замужем за братом супруги императора Николая II герцогом Гессенским Эрнстом Людвигом и имела от него двоих детей. Тем не менее, после долгих переговоров, разрешение на брак было получено, и 25 сентября 1905 года состоялось венчание.
Последний русский император Николай II венчался, уже будучи правителем Российской империи, поэтому его невеста принцесса Гессен-Дармштадтская Луиза Виктория Алиса Беатрис, нареченная в православии Александрой Федоровной (1872–1918), сразу же стала русской императрицей, хотя великокняжеский титул и входил в полное титулование русских императоров и императриц. Погибла вместе с супругом и детьми от рук большевиков в 1918 году.
Когда двоюродная сестра Николая II великая княжна Мария Павловна (1890–1958) вышла замуж за шведского принца Вильгельма, она стала шведской принцессой, но сохранила свой великокняжеский титул, причем превратилась из великой княжны в великую княгиню, несмотря на то что ее супруг великим князем никогда не был. То есть титул великой княжны не только мог означать титул дочери великого князя или императора, но и свидетельствовал о том, что это незамужняя великая княгиня.
Великая княжна — частный родовой титул дочерей российских императоров, а также их внучек (дочерей великих князей), сохранявшийся за ними до замужества. После замужества великие княжны обычно получали титул супруга.
Официально титул великой княжны был утвержден императором Павлом для своих дочерей, однако попытку изменить титул царских дочерей предпринял еще Петр I. До начала XVIII века царские дочери носили титул царевен, Петр же, приняв императорский титул в 1721 году, в том же году изменил и титул своим дочерям. С 23 декабря Елизавета и Анна стали именоваться цесаревнами.
Внучка Петра I, дочь царевича Алексея Наталья Алексеевна (1714–1728), уже носит титул великой княжны, но умирает совсем молодой, не достигнув совершеннолетия.
Позднее дочь великого князя Петра Федоровича (Петра III) и Екатерины Алексеевны (Екатерины II) Анна Петровна (1757–1759), скончавшаяся в малолетнем возрасте, также носила титул великой княжны.
Первыми официально утвержденными по закону Павла I об императорской фамилии великими княжнами стали дочери императора:
Александра Павловна (1783–1801), в 1799 году вышла замуж за эрц-герцога Австрии и палатина Венгрии Иосифа;
Елена Павловна (1784–1803), ее супруг — принц Мекленбург-Шверинский Фридрих Людвиг; скончалась в Шверине 12 сентября 1803 года;
Мария Павловна (1786–1859), с 1804 года замужем за великим герцогом Саксен-Веймар-Эйзенахским Карлом Фридрихом;
Екатерина Павловна (1788–1819), муж — принц Фридрих Георг Ольденбургский, а после его смерти в 1812 году она вышла замуж за короля Вюртембергского Фридриха Вильгельма;
Анна Павловна (1795–1865) — с 1816 года супруга короля Нидерландов Вильгельма II;