エカチェリーナ・ミハイロヴナ・ドルゴルーコヴァ
エカチェリーナはアレクサンドル2世との間に4人の子女をもうけた。子供たちはユーリエフスキー(ユーリエフスカヤ)公爵の姓を名乗った。
ゲオルギー(1872年 - 1913年)
オリガ(1873年 - 1925年)...ゲオルク・フォン・メーレンベルク伯爵と結婚
ボリス(1876年)
エカチェリーナ(1878年 - 1959年)...アレクサンドル・バリャティンスキー公爵と初婚、セルゲイ・オボレンスキー公爵と再婚(1924年に離婚)。母親の死後、歌手として生活する。後にイギリス王妃メアリー・オブ・テックの庇護の下でイギリスに定住。その地で亡くなる。
アレクサンドル2世はエカチェリーナと子供たちを傍におくことを主張してはばからなかった。彼は週に3度ないし4度はエカチェリーナと会い、その時はエカチェリーナが警護官に先導されて冬宮殿の皇帝の居室にやってきた。それ以外の日は毎日手紙を書き、互いの愛情について語り合った。二人の関係は公然の秘密だったが、互いに本名で手紙を書くことはなく、2007年5月に二人の手紙は競売にかけられている。また、彼女の邸宅に赴き、彼女のヌードを自ら描くこともあった。1876年2月、エカチェリーナは第三子ボリスを妊娠した際、子供を冬宮殿で出産することを主張し、望み通り皇帝の居室でボリスを出産した。しかし、ボリスは生後数週間で風邪が原因で死亡した。
アレクサンドル2世の家族や宮廷は二人の関係を激しく非難し、「エカチェリーナは皇后の座を狙っている」とか「皇帝に自由主義を吹き込んでいる」などと中傷された。また、エカチェリーナがある実業家と関係を持っているという噂も立てられた。皇族の中には、アレクサンドル2世が愛妾エカチェリーナに産ませた子供に帝位継承権を与える可能性を恐れる者もいた。これらの批判を聞き、憔悴したアレクサンドル2世はヴュルテンベルク王国に嫁いだ妹オリガ王妃に宛てた手紙の中で、「彼女は、彼女の名前を利用しようとする者たちの試みにもかかわらず、これらの問題に干渉しようとはしない。
その後、アレクサンドル2世はエカチェリーナを結核に悩まされる皇后マリア・アレクサンドロヴナ付きの女官に任命した。
エカチェリーナはアレクサンドル2世のことが好きで、彼と一緒にいるのを楽しんではいたが、大勢いるお手付きの女の一人になるのは嫌がった。母ヴェラとスモーリヌィ女学院の学長は、エカチェリーナに家運再興のための機会を逃さず、皇帝の寵姫となるよう彼女をせき立てていた。アレクサンドル2世は1865年に後継ぎの長男ニコライ・アレクサンドロヴィチ大公を亡くし、また暗殺未遂にも遭遇して、すっかり気落ちしていた。皇帝の嘆き悲しむ姿に心を動かされたエカチェリーナは、1866年7月にアレクサンドル2世の愛人になった。母ヴェラはその2カ月前に死去したが、彼女はその日の最後の日記に「皇帝はエカチェリーナに言いました。『あなたは秘密の妻です。私がもし自由になったなら、必ずあなたと結婚するでしょう』」と記している。エカチェリーナは1872年に長男ゲオルギーを出産したのを皮切りに、皇帝との間に4人の子供をもうけた。二人の関係は、皇后マリアが病気を理由に医師からアレクサンドル2世との性行為を控えるように忠告されてから始まったという。