В 1698 году влияние царевны Натальи Алексеевны еще более усилилось. Как уже отмечалось, Петр I, вернувшись из за границы, решил окончательно порвать со своей женой, царицей Евдокией Федоровной. Причем попечительство над сыном наследником, царевичем Алексеем Петровчем, было вверено Наталье Алексеевне. Как передавали, она буквально вырвала мальчика из рук матери, которую отправили в ссылку в Покровский монастырь в Суздале. Ходили слухи, что именно царевна Наталья настроила Петра I против жены. Но они безосновательны. Фактически Петр уже давно разошелся с царицей Евдокией и жил с фавориткой Анной Монс. Австрийский дипломат Й. Корб все время подчеркивает в своих записках, что Наталья – любимая сестра царя Петра. Во время проводов бранденбургского посольства на приеме в Лефортовском дворце Наталья Алексеевна наблюдала за танцами и фейерверком вместе с восьмилетним царевичем Алексеем. Когда через некоторое время умер престарелый генерал Гордон, которого высоко ценил Петр I, Наталья также вместе с племянником царевичем слушала заупокойную мессу в московской католической кирхе. Она уже переоделась в европейское платье и быстро освоила европейский «политес». Помимо хлопот по воспитанию царевича Алексея Наталья участвовала и в важных государственных мероприятиях: в 1700 году в Воронеже присутствовала при спуске корабля «Предистанция», во время Северной войны в 1705 году некоторое время провожала брата царя с войсками до города Путивля, а в 1709 году активно участвовала в празднованиях в Москве по случаю победы в Полтавском сражении.

Надо сказать, что Петр Великий давал любимой сестре и деликатные поручения. При дворе царевны Натальи Алексеевны находились женщины, вошедшие в число важных особ петровского царствования. Здесь они постигали науку придворной жизни, учились премудростям великосветских интриг и кокетства, да и просто приобретали «лоск», необходимый благородным дамам. Это и сестры А. Д. Меншикова, Мария и Анна, и Дарья Михайловна Арсеньева, на которой Меншиков позже женился, и др. Наконец, именно «под крылышком» царевны Натальи с 1703 го или с 1704 года делала свои первые шаги в свете знаменитая мариенбургская пленница Марта Скаврон ская, ставшая позже женой Петра I и императрицей Екатериной 1. И позже царь Петр всемерно доверял своей умной и деятельной сестре воспитание своих детей и внуков: под ее опекой находились дочери от второго брака, Анна и Елизавета, а также дети царевича Алексея Петровича – Петр (будущий император Петр II) и Наталья. Наша героиня являлась также ходатаем перед Петром I по делам сводных сестер, находившихся под арестом, например Марфы – Маргариты.

С обретением при Петре Великом европейских традиций в придворной жизни и семейных делах монарших фамилий для Натальи открылась возможность выйти замуж за какого нибудь европейского государя. Так, при дворе австрийского императора очень желали получить ее портрет, что могло бы быть прелюдией к какому либо сватовству. Петр выдал за немецких герцогов и дочь Анну, и племянниц, Анну и Екатерину. Но вот Наталья так и не обзавелась семьей. Видимо, царю сестра нужна была самому в качестве наиболее родного и близкого человека, которому можно безбоязненно поручить опеку над собственной семьей.

Но не меньше, чем в семейных делах, царевна Наталья Алексеевна прославилась на поприще культуры. Для того времени она была весьма начитанна. Ей принадлежали книги историко литературного содержания, а также учебники: Троянская история, повествования об Александре Македонском, о Полтавском сражении, об освобождении Ливонии, Хронограф, Грамматика и др.