В 1711 г. Петр устроил женитьбу сына на принцессе Вольфенбюттельской Софии Шарлотте. Нужно думать, что этим он еще надеялся переделать сына, изменить условия его жизни, открыв доступ влиянию на сына культурной женщины. Царевич хорошо относился к жене, но не изменился. Когда у Алексея родился сын Петр и умерла жена (1715), царь Петр стал иначе смотреть на сына: с рождением внука можно было устранить сына от престола, ибо являлся другой наследник. Кроме того, Петр мог рассчитывать сам иметь сыновей, так как в 1712 г. он формально вступил во второй брак. Женился он на женщине, с которой уже несколько лет жил душа в душу. Она была дочерью простого лифляндца, в Лифляндии попала в плен к русским, долго жила у Меншикова, в его доме стала известна Петру и прочно овладела его привязанностью. Приняв православие, она получила имя Екатерины Алексеевны Михайловой (а ранее называлась Скавронской и Василевской) и еще до 1712 г. подарила Петру дочерей Анну и Елизавету.

Екатерина была подходящим Петру человеком: скорее сердцем, чем умом понимала она все взгляды, вкусы и желания Петра, откликалась на все, что интересовало мужа, и с замечательной энергией умела быть везде, где был муж, переносить все то, что переносил он. Она создала Петру незнакомый ему ранее семейный очаг, достигла крепкого влияния на него и, будучи неустанной помощницей и спутницей государя дома и в походах, добилась формального замужества с Петром. Влиянию Екатерины некоторые исследователи склонны приписывать решительный поворот в отношениях Петра к царевичу Алексею.

Поворот этот состоял в том, что Петр после смерти жены Алексея (1715) передал сыну обширное письмо, в котором указывал на его неспособность к делам и требовал или исправиться, или отказаться от надежды наследовать престол. В необходимости дать ответ отцу царевич обратился за советом к приятелям, и те посоветовали ему отказаться от престола лицемерно, для избежания дальнейших неприятностей в случае упорства. Царевич так и сделал. Но для Петра не было секретом, что все недовольные ходом дел видят в консервативных привычках царевича надежду на возвращение старых порядков и поэтому после Петра могут Алексея возвести на престол, несмотря на его теперешний отказ. Петр потребовал от сына не простого отказа от престола, а пострижения в монахи (что лишало его возможности вступить на трон) и снова предлагал сыну приняться за дело. Но Алексей на это отвечал, что готов идти в монахи, и ответил снова лицемерно. Петр отложил решение этого вопроса, не настаивая на пострижении сына, дал царевичу полгода на размышление и вскоре уехал за границу.