18 июля 1880 года, через полтора месяца после кончины законной супруги, 64-летний Александр II был обвенчан с княжной Долгоруковой в походной часовне царскосельского дворца. Наследник престола и его супруга на церемонии не присутствовали.

После свадьбы император издал указ о присвоении Екатерине Михайловне имя княгини Юрьевской (это указывало на её происхождение от самого великого князя Юрия Долгорукого) с титулом «светлейшая». Дети их тоже стали светлейшими князьями.

Все великие княгини из дома Романовых подвергли Екатерину Михайловну обструкции. Дело дошло до того, что, невзирая на гнев Александра II, Мими запретила своим детям играть со сводными братом и сёстрами. По косвенным данным, пытаясь защитить Екатерину Михайловну и их детей от озлобленных родственников, Александр Николаевич задумал короновать Долгорукову! Осуществить это он предполагал в конце августа 1881 года во время празднования 25-летия со дня коронования Александра II.

В это время народные настроения в России были беспокойными, а в Зимнем дворце уже знали о готовящихся покушениях на императора. Несколько раз ему советовали отправиться на время за границу, но царь отклонил все предложения, желая остаться на родине.

1 марта 1881 года Александр II проснулся как обычно, долго гулял с женой и детьми по дворцовому парку, а потом стал собираться на парад войск, который готовился задолго до мартовского воскресенья. Екатерина Михайловна, памятуя о многочисленных угрозах и возможных покушениях, умоляла мужа отказаться от присутствия на параде. Но Александр Николаевич не пожелал менять свои планы. Парад прошёл как обычно. На обратной дороге царь заехал к своей тётке — навестить её и справиться о её здоровье. Там, как обычно, он выпил чашку чая и, снова сев в экипаж, направился домой. В 15 часов под ноги лошадям царской бронированной кареты бросили бомбу. Двое гвардейцев и случайно пробегавший мимо мальчик были убиты. Выбравшись из-под перевернувшейся кареты, Александр Николаевич не сел в сразу поданные сани, а подошёл к пострадавшим при взрыве слугам.