Первое время возглавлять комитет Татьяне Николаевне было очень трудно. Она не имела опыта работы в общественных организациях, не умела выступать перед собраниями и публикой. Каждое мероприятие в комитете становилось для цесаревны испытанием. О своих переживаниях она писала отцу в Ставку (22 сентября 1914 года): «В среду в 2 часа дня в Зимнем дворце в Петрограде у меня будет заседание. И поганец Нейдгарт – хотел, чтобы я что-то прочла в начале комитета, но Мама душка сказала, что не надо. Подумай, идиотство, я читаю глупые вещи в присутствии 14 людей! А!» С председателем комитета членом Государственного совета гофмейстером А.Б. Нейдгардом у великой княжны были сложные отношения. Легко понять почему, если познакомиться с воспоминаниями работавшего в Татьянинском комитете В.Ф. Джунковского: «Меня всегда возмущал лакейский тон, с которым Нейдгардт вел заседания, и я находил совершенно бестактным, когда он, стоя перед великой княжной, произносил хвалебные гимны по ее адресу, как благословляют ее имя во всех уголках России и т. д. Бедная великая княжна то краснела, то бледнела в эти минуты и не знала куда деться. Затем Нейдгардт имел недостаток предлагать удивительные бестактные вещи».
В письме от 23 октября 1914 года цесаревна вновь жаловалась отцу, рассказывая, как ей трудно работать в комитете: «Завтра мы едем с Мама в Петроград. Она и Ольга в склад, я в комитет, я уже при одной мысли об этом потею холодным потом». Однако постепенно цесаревна научилась работать с большим количеством людей, освоила новые для себя обязанности. Ее комитет стал одним из самых уважаемых благотворительных организаций в России в годы Первой мировой войны. Татьянинский комитет создавал приюты для беженцев и бесплатные столовые, открывал приюты для детей-сирот. Со временем бюджет комитета стал просто гигантским, достиг нескольких миллионов рублей.
Хотя пожертвований собирали много, но денег все равно катастрофически не хватало, чтобы достойно поддержать всех беженцев. За время своей работы Татьянинский комитет помог более чем трем с половиной миллионам человек. Чтобы активизировать сбор средств, 15 ноября 1915 года великая княжна Татьяна Николаевна обратилась к народу России с письмом, которое было опубликовано во всех газетах. В обращении «От Ее Императорского Высочества великой княжны Татианы Николаевны» цесаревна писала: «Война разорила и рассеяла миллионы наших мирных жителей: несчастные беженцы – бездомные и голодные – ищут пропитание. Правительство, общественные и национальные установления, частные благотворители и мой Комитет помогают беженцам, но нужда их так громадна, что покрыть ее под силу лишь всему народу. Прошу вас, добрые люди, согрейте беженца духовно и телесно и утешьте его сознанием, что понято вами безысходное горе его. Вспомните завет Господень: “Алкал Я и вы дали Мне есть; жаждал и вы напоили Меня; был странником и вы приняли Меня” (Матф. XXV, 35). Царское Село. Татиана».
Татьяне Николаевне приходилось много заниматься делами своего комитета, после утомительной работы в госпитале, по вечерам она вынуждена была проверять, заполнять, готовить бумаги. Первое время ей в этом помогала Государыня, считавшая, что подобная деятельность очень полезна для дочерей и хорошо их готовит к будущей взрослой жизни. Александра Федоровна писала об этом Государю в Ставку 21 октября 1914 года: «О[льга] и Т[атьяна] сейчас в Ольгином комитете. Татьяна одна принимала Нейдгарда с его докладом, продлившимся целых полчаса. Это очень полезно для девочек. Они приучаются быть самостоятельными, и это их гораздо большему научит, так как приходится думать и говорить за себя без моей постоянной помощи».
Кроме работы в комитете Татьяна Николаевна покровительствовала двум госпиталям в Петрограде. Первый был устроен в доме председателя Совета министров, второй – организован служащими по постройке Олонецкой железной дороги. Также имя великой княжны Татьяны Николаевны носил лазарет, созданный кружком «Забота о раненых».
Татьяна Николаевна, как и все цесаревны, очень скучала по отцу, который, чем дольше длилась война, чаще уезжал в Ставку и задерживался там надолго. Письма дети писали ему по очереди, отчасти чтобы не отнимать много времени у императора, катастрофически перегруженного делами в это тяжелое военное время. Письма Татьяны Николаевны к отцу нередко начинались с радостных слов о том, что она очень счастлива наступившей очереди писать «дорогому Папа». Обычно ее послания были небольшими по объему, сдержанная цесаревна предпочитала рассказывать отцу о своих делах и о новостях близких и родных людей. В ее письмах мало отстраненных рассуждений, почти нет ярких эмоциональных отступлений, которыми иногда пестрили письма ее сестер. Даже обращения к отцу в начале писем («Папа, душка мой хороший» или «Папа мой дорогой»), которые чаще всего повторялись, конечно, нежные, но в них нет никаких преувеличенных эпитетов. И в конце письма ласковые, но простые слова: «Крепко и нежно Тебя дорогого обнимаю» и неизменная подпись «Твой Вознесенец».