Poco después de su coronación, contrajo nupcias con Alix de Hesse, quien había tomado el nombre de Alejandra Fiódorovna Románova al convertirse a la ortodoxia. Como la relación entre Nicolás y Alix era un verdadero ideal de amor y devoción mutuos, fue la emperatriz quien aconsejó a Nicolás desde los primeros momentos, que tomara las riendas firmes del poder y fortaleciera su carácter bondadoso y caballeresco del que se aprovechaban a menudo sus parientes. De ella tendría cuatro hijas: las grandes duquesas Olga, Tatiana, María y Anastasia y, al final, el tan anhelado heredero, el zarévich Alekséi.