Свадьба состоялась 6 июля 1880 г. в Царском Селе в обстановке совершенной секретности. В качестве свидетелей и шаферов, державших короны над головами венчавшихся, как того требовал православный обряд, выступили граф Адлерберг, едва сдерживавший ярость, и двое генералов — Баранов и Рылеев. Эти трое свидетелей скрепили подписями акт о заключении брака, вероятно, твердо решив сохранить это событие в тайне. Однако весть о нем разнеслась со скоростью ветра. В тот же день император направил в Сенат указ, согласно которому княжне Долгорукой присваивалось «имя княгини Юрьевской, с титулом светлейшая. Мы постановляем, что то же достоинство с тем же титулом даровано также нашим детям, сыну Георгию, дочерям Ольге и Екатерине и тем, которые могут появиться на свет впоследствии; мы наделяем их всеми правами, которыми пользуются законнорожденные дети, согласно ст. 14 „Основных законов Российской империи“ и ст. 147 „Учреждения об императорской фамилии“».
Этот указ, которому было суждено получить общественную огласку только через год, сопровождался одним уточнением: дети, родившиеся у императорской четы и не принадлежавшие по матери к царствовавшей тогда фамилии, не могли претендовать на трон. Это уточнение целиком и полностью соответствовало Основным законам Российской империи. Оно являлось единственной уступкой, сделанной императором в пользу наследника, великого князя Александра Александровича, и означавшей, что признание детей Кати никак не угрожало положению последнего; однако этой уступки было недостаточно для того, чтобы полностью развеять опасения наследника. Уже одно имя, которое получила новая супруга императора, было крайне символично: фамилия Юрьевская отсылала к имени Юрия Долгорукого — князя, основавшего Москву и начавшего процесс собирания земель, заложив тем самым основы России как государства. Екатерина принадлежала к роду Долгоруковых, представители которого, конечно, состояли с основателем Москвы в весьма дальнем родстве, но и этого было достаточно для подпитки честолюбивых замыслов женщины, только что доказавшей, сколь большой властью она располагает. Когда развернулись многодневные дискуссии, направленные против Кати, император пообещал ей, что она вступит на престол. Но достаточно ли ей было этого? После всего, что с ней произошло, если она и не была царской крови, она знала, что, начиная со времени правления Петра Великого, супруги императоров выбирались из знатных русских семей, хотя бы и не принадлежавших к царскому древу, и что она, Екатерина Долгорукая, принадлежала к старинному русскому роду.