Одним из крупных событий этого времени было открытие Николаевской железной дороги. 19 августа в 4 часа утра государь с государыней, наследником цесаревичем, двумя младшими сыновьями и многими другими членами царской семьи выехал по железной дороге в Москву, куда и прибыл к 11 часам вечера.
К началу 1853 г. положение дел на Востоке стало критическим. Ввиду возможности разрыва с Англией и Францией и неопределенного положения, занятого Австрией и Пруссией, Николай Павлович пожелал лично свидеться со своими союзниками. В начале сентября он был на маневрах в Ольмюце и оттуда проехал – в последний раз – в Берлин. Вслед за этим австрийский император и прусский король отдали ему визит в Варшаве. Вплоть до самого объявления войны новые осложнения на Востоке оставались втайне от петербургского общества. Смысл посольства в Константинополь Меншикова для многих был неясен. Через три месяца после свиданий в Ольмюце, Берлине и Варшаве Австрия и Пруссия отвергли предложения императора Николая соблюдать нейтралитет в его предстоящей борьбе с морскими державами. К лету следующего года, одновременно с началом военных действий в Крыму, английский флот появился перед Кронштадтом, и Николай из своего дворца в Александрии почасту смотрел в телескоп на неприятельские силы. Тяжелым ударом для него было заключение Австрией союзного договора с Англией и Францией. «L'empereur d'Autriche, sur lequel je comptais tant, a tourne le fer dans mon coeur par sa conduite» – сказал он по этому поводу. С полным самообладанием выслушал он как громом поразившее его известие об Альминском поражении. Из Севастополя продолжали приходить тяжелые известия. «Буди воля Божия, буду нести крест мой до истощения сил», – писал император Николай Павлович главнокомандующему армией кн. Горчакову (письмо 25 ноября 1854 г.).
Весь погруженный в дела, Николай как бы сознательно не берег себя. Достаточно было незначительной причины, чтобы истомленное здоровье в таких тяжелых условиях окончательно надломилось. В конце января 1855 г., перед масленицей, Николай Павлович слегка простудился на свадьбе дочери гр. Клейнмихеля. Первые дни он не обратил на это особого внимания, но на первой неделе Великого поста почувствовал себя худо и не мог, против обыкновения, приобщаться вместе со своей семьей. Простуда перешла в воспаление легких, и болезнь быстро начала прогрессировать. Бюллетени о здоровье государя не обнародовались, и потому в народе и обществе о его болезни знали очень мало. В самом дворце до последнего дня оставались в неизвестности, так как лейб-медик Мандт продолжал уверять, что опасности нет. Только за день до смерти, 17 февраля, истинное положение дел стало известно и слухи об опасности быстро распространились по городу. Мандт, исполняя обещание, данное им года за полтора до этого, предупредил государя о неизбежности конца. Государь встретил это известие с полным спокойствием и выразил желание приобщиться Св. Таин. 18 февраля двадцать минут первого пополудни, простившись с императрицей, со всеми членами царской семьи, бывшими в то время в Петербурге, с приближенными и слугами, император Николай I скончался. Его последние слова наследнику цесаревичу были: «Мне хотелось, приняв на себя все трудное, все тяжкое, оставить тебе царство мирное, устроенное и счастливое. Провидение судило иначе. Теперь иду молиться за Россию и за вас. После России, я вас любил более всего на свете. Служи России».