10 мая 1880 г. умерла императрица Мария Александровна. Она оставила записку, в которой благодарила императора-мужа за счастливо прожитую жизнь. После ее смерти Александр II вступил в морганатический брак с Е. М. Долгоруковой, которую любил с самого момента встречи с ней в Вербное воскресенье 1865 г. В 1864 г., после окончания Смольного института, Екатерина Михайловна стала фрейлиной императрицы Марии Александровны. В 1865 г. Александр II впервые объяснился юной фрейлине в любви. Через год юная княжна ответила императору взаимностью. Царь сожалел, что «сейчас не свободен», но обещал жениться на Е. М. Долгорукой «при первой же возможности». Вне официального брака княжна родила царю четверых детей — Георгия в 1872 г., Бориса в 1876 г. (тогда же умер), Ольгу в 1873 г. и Екатерину в 1878 г.
После смерти Марии Александровны, уже 6 июля 1880 г. в Большом Царскосельском дворце состоялось тайное венчание Александра II с княжной Долгоруковой. Свидетелями бракосочетания были министр двора граф А. В. Адлерберг, который не скрывал отрицательного отношения к происходящему, начальник Главной императорской квартиры А. М. Рылеев и генерал-адъютант Э. Т. Баранов. Царь даровал княжне титул светлейшей княгини Юрьевской и наделил своих детей от связи с Долгорукой, рожденных вне брака, всеми законными правами. Но дети княгини Юрьевской не имели прав на наследование российского престола.
После бракосочетания с государем возросло влияние княгини Юрьевской на государственные дела, хотя сама она мало разбиралась в них и высказывала свои мнения в зависимости от личных симпатий. Ее расположением заручились М. Т. Лорис-Меликов и некоторые другие высокие сановники. Она властно и жестко обращалась с наследником Александром Александровичем — будущим императором Александром III и его супругой, другими членами императорской фамилии и придворными; они отвечали ей враждебностью.
В январе 1881 г. Лорис-Меликов представил монарху проект созыва в Петербурге выборных земских деятелей для участия в работе «подготовительных комиссий», которые предполагалось учредить при Государственном Совете. Утром 1 марта 1881 г. Александр II предварительно одобрил доклад Лорис-Меликова. На конец дня он назначил подписание документов, но через несколько часов был смертельно ранен на набережной Екатерининского канала при взрыве бомбы, которую бросил народоволец И. Гриневицкий. Смерть императора была мучительной: его ноги были раздроблены, он истекал кровью. Его успели только довезти до царских апартаментов в Зимнем дворце, где он и скончался.