В 1831 г. наследник получил титул цесаревича. Отец уже вовлекал его в государственные дела. Александр участвовал в заседаниях Сената и Синода, а также Государственного совета.
В 1834 г. начались уроки у Дарьи Христофоровны Ливен.
В 1837 г. наследник Александр Николаевич отправился в ознакомительное путешествие по России, в ходе которого он посетил 29 губерний Европейской части, Закавказья и Западной Сибири.
Весной 1838 г. состоялась заграничная поездка, куда вместе с наследником отправились и два его друга. Но в Берлине у Виельгорского открылось кровохарканье, и по совету лейб-медика он отправился на лечение на курорты Германии, а потом — в Италию, где он вновь увиделся с путешественниками на озере Комо.
Он так и не вернулся в Россию и умер 2 июня 1839 г. в Риме на вилле княгини Зинаиды Волконской (до самого конца рядом с ним был Гоголь и позже начал работать над повестью «Ночь на вилле», в которой отразились его впечатления об этих грустных и тяжелых днях). Тело Иосифа привезли в Петербург, и похоронили на Лазаревском кладбище Александро-Невской лавры.
С 1840 г. А. Паткуль воевал на Кавказе, в 1848 г. произведен в полковники. Позже, уже при императоре Александре II, стал свитским генералом и назначен командовать лейб-гвардии Павловским полком. Показал себя командиром, который заботился не только о «форме и фронте», но и о жизни своих солдат и офицеров. В 1859 г. он представил императору проект положения об офицерском заемном капитале, Александр утвердил проект и пожаловал от себя 3000 рублей серебром в основание капитала. Позже Паткуль назначен петербургским обер-полицмейстером, затем генерал-адъютантом. Скончался 17 августа 1877 г. в Царском Селе; похоронен на кладбище села Большого Кузьмина близ Царского Села. Одна из его дочерей — Мария Александровна фон Паткуль — фрейлина императрицы Марии Александровны, жены Александра II, оставила очень интересные воспоминания.
Но самый близкий друг Александра в годы его молодости — это отец. В письмах он порой называет сына домашним прозвищем «милый Мурфыч» и подписывается «Твой старый друг папа Н.».
Одно из писем посвящено довольно щекотливому вопросу — влюбленности Александра в некую фрейлину. Эта история постоянно повторялась в царской семье и всегда заканчивалась печально, если не трагически. Великие князья, а особенно наследники престола, по традиции, начавшейся еще со времен сына Петра I царевича Алексея, женились на немецких принцессах, а фрейлины ни в коем случае не могли стать их женами. В письме Николай вспоминает об одном таком романе — его младшего брата Михаила и выговаривает сыну: «Вспомни, что в наших разговорах я давал тебе не раз чувствовать, что я не находил ничего странного, ни еще менее неприличного в твоей склонности к Осиповне. Вспомни, что даже я хвалил твой вкус и выбор и, вполне одобряя его, говорил, что мне приятно видеть, что избрал в невинном предпочтении особу, совершенно заслуживающую сего; говоря о том позднее с тобой, предостерег тебя, чтоб ты был осторожнее в обхождении с нею, не для тебя, ибо, зная твою благородную душу, я ничего не опасался, ни тогда, ни даже теперь, но для нее, ибо, именно любя ее, честь ее должна была быть для тебя всего дороже; и потому все это могло вредить ей, истекая от тебя или по твоей причине было б грешно и не благородно, Я помню, что ты меня когда-то послушал и остерегся, так что я за это тебя похвалил!