Шокируя приближенных Екатерины, Потемкин расхаживал по дворцу в халате или шубе на голое тело, в домашних туфлях и розовом ночном колпаке. При этом он вечно что-то грыз — яблоко, пирожок или репку, — а объедки попросту бросал на пол. Екатерина сердилась и старалась его увещевать, притворно — ей, воспитанной в строгих немецких правилах, вдруг стали милы и неряшество Потемкина, и его немудреные шутки: «Миленький, какой ты вздор говорил вчерась. Я и сегодня еще смеюсь твоим речам. Какие счастливые часы я с тобою провожу!» Конечно, она понимала, что ведет себя не по-царски, в чем и признавалась ему: «О, господин Потемкин, что за странное чудо вы содеяли, расстроив так голову, которая доселе слыла одной из лучших в Европе? Стыдно, дурно, грех, Екатерине Второй давать властвовать над собою безумной страсти!»
Придворные ломали голову над тем, чем Потемкин покорил императрицу. Как водится, пошли слухи и более-менее правдивые — что он веселит ее, позволяя отвлечься от государственных забот, и менее правдивые — что он владеет черной магией и опоил Екатерину приворотным зельем. Никто не верил, что она ценит его за ум и способности, тем не менее, именно так оно и было.
Одним из источников сведений об отношениях Екатерины и Потемкина является их переписка. Из нее можно узнать, что до сближения императрицы с князем, они обменялись письмами всего 3 раза. Зато за следующие 9 лет (с февраля 1774 по 1783 год) государыня написала ему 568 писем и записок, получив в ответ только 64. На самом деле их было больше, но предусмотрительная и осторожная Екатерина сжигала любовные послания своего избранника. Он же сохранил все письма и записочки влюбленной в него императрицы.
Тематика переписки совершенно различна. Интересно, что письма, содержащие лишь любовные послания, составляют не самую большую часть — всего 22 % от общего числа. Письма, в которых Потемкин упоминает о фаворитах возлюбленной — 5,5 %. В них речь идет о том или ином временном любимце императрицы. Просьбы, обращенные к Екатерине, о чем-либо составляют лишь 3 %.
Немалое место занимает деловая переписка — 18 %. Сюда входят письма, содержащие вопросы, касающиеся внутренней политики. Внешней политике относительно Западной Европы отведено 5 % общего количества писем. Еще одна проблема — это национальные окраины (21,1 %). Сюда входят письма, в которых Екатерина рассказывает Потемкину о том, что происходит в Польше, Прибалтике, Финляндии, а князь пишет о Малороссии. И, конечно, Потемкин много писал о Русско-турецкой войне и Крыме — 25,4 % писем.
Потемкин читал все важные государственные документы и давал по поводу них рекомендации — как правило, дельные. Фактически командуя русской армией, он затеял ее масштабную перестройку и восстановил военный флот, сошедший на нет после смерти Петра. В отношениях с зарубежными странами он добился немалых успехов — к примеру, заключил союз с Австрией, получив за это титул светлейшего князя Священной Римской империи. На приеме по этому поводу Екатерина публично обняла Потемкина и объявила, что в России нет головы лучше, чем у него.
Чтобы успокоить подозрения своего «случая», Екатерина, вполне возможно, пошла на смелый шаг — тайное венчание с ним. Есть версия, что это случилось в июне 1774 года в неприметной церкви Сампсония Странноприимца на Выборгской стороне. Документальных подтверждений их венчания нет, однако именно после этого Екатерина в своих письмах стала называть Потемкина «дорогим мужем», а себя «верной женой». Кульминацией их романа стало длительное путешествие в Москву, где предполагалось отпраздновать победу над турками и исподволь — над Пугачевым, грозное восстание которого только что было подавлено.
Двенадцатого июля 1775 года императрица покинула празднества, сославшись на боль в животе. Появилась она через пару дней похорошевшей и постройневшей. В эти же дни родилась девочка, известная позже под именем Елизаветы Григорьевны Темкиной: воспитывалась она в семье графа Самойлова, и Потемкин проявлял к ней постоянный интерес.
Статус тайного мужа не успокоил Потемкина: он стал вести себя с императрицей еще более свободно, а порой и дерзко. Их встречи становились все реже. А еще Потемкин затосковал, добившись всего в этой жизни, он начал думать, что стремиться больше некуда. Сама, обладая сильным характером, она понимала это противоречие, тем более что императором ему было не стать, а характер не позволял быть просто тайным мужем, и писала ему: «Мы ссоримся о власти, а не о любви», и начала отдаляться от него как женщина, сохраняя как политика. Зима 1776 года (по мнению биографа Потемкина) — самый интенсивный период их отношений: «Они любили друг друга, считали друг друга мужем и женой, но чувствовали, что взаимно отдаляются, и пытались найти способ остаться вместе навсегда. Случалось, что Потемкин плакал в объятиях своей государыни».