エリザヴェータ・ヴォロンツォヴァ
まるでおしどり夫婦のような二人の様子から、外国の駐露大使は自国政府に対し、皇帝はエリザヴェータと結婚するため、皇后エカチェリーナを修道院に追放するつもりだと報告するに至った。これらの噂が、エリザヴェータの妹であるエカチェリーナ・ダーシュコワと皇后エカチェリーナが結託した理由と考えられ、ついにクーデター(ロシア語版)へと発展することになる。在位僅か半年で帝位から追い落とされたピョートルだが、直後迎えた彼の不可解な死に、エカチェリーナが関与していたかどうかは今日までの論争である。ピョートル廃位後の彼女の動きについては、「夫に関して、エカチェリーナは彼を牢獄へ放り込み、同情は見せなかった。自室から彼のベッド、愛犬、ヴァイオリン、そして主治医を連れてくる許可を求めた、彼の心からの度重なる願いを、彼女は拒否した。彼女は、ピョートルと彼の愛人が二度と会えないように手をまわしていた。」と説明されている。
エカチェリーナ2世は自らの回想録の中で、ヴォロンツォヴァに言及する際は一切の手加減をしていない。1762年6月の書簡では、彼女はヴォロンツォフ一族が私を修道院に押し込め、自分の親族を帝位に即ける企てをしていると主張している。
クーデターにより帝位を追われ、重臣も次々に寝返る中で孤独に陥ったピョートル3世だったが、エリザヴェータは最後までそばに居続けた。彼女は、ピョートルが彼の故郷であるホルシュタインに追放され、二人で残りの時間を過ごすことを望んでいた。しかしながら、彼の突然死により、その願いが叶うことはなかった。