Современники отмечали, что женитьба по любви на молодой, веселой, приятной и приветливой Наталье преобразила царя Алексея Михайловича. Он будто помолодел. Единственно, что могло омрачать безоблачные дни молодой четы, было негативное отношение к мачехе царских дочерей от первого брака. Но это и естественно. Во всех семьях рождается взаимное неудовольствие мачехи и падчериц, если они практически одного возраста. Но пока был жив муж царь, Наталье особых хлопот это обстоятельство не доставляло. 1672 год принес ей много радости: 30 мая она родила сына. Мальчик, нареченный Петром (будущий Петр Великий), оказался наижеланнейшим и для царя Алексея, несмотря на то что у него уже были два сына от первого брака: Федор и Иван. Но последние с детства не отличались крепким здоровьем, кроме того, наличие наследника мужского пола и от второй жены расширяло для Алексея Михайловича поле для политического маневра при последующем выборе своего воспреемника. Важное значение младенца Петра для царя отца подчеркивалось и в выборе крестного отца и крестной матери. Ими стали старший сын, царевич Федор Алексеевич, и старшая сестра, царевна Ирина Михайловна, которую Алексей Михайлович особенно почитал.

Для Натальи Кирилловны рождение сына обернулось обычными материнскими хлопотами. Но все же она не забывала и о «светской» жизни. Именно с 1672 года стал давать представления придворный театр, и царица могла наблюдать действо в специально отгороженной для нее (а также и падчериц с пасынками) части зрительного зала. В том же году Наталья забеременела вновь и в 1673 году, 25 августа, родила девочку, названную Натальей. Счастливая мать щедро одаривала повивальных бабок и кормилиц дорогими тканями, телогреями, а одной даже пожаловала собственный летник. Но тканью царица одаривала и старицу Новодевичьего монастыря за обучение грамоте «новокрещеной девки», двум «дурам», Аксинье и Авдотье, по ее распоряжению были скроены две телогреи, а «девочке безногой», проживавшей у падчерицы царевны Марфы Алексеевны, участливая Наталья подарила «треух». Существовал обычай по случаю благополучных родов делать подарки церквам. Так, две «новых хоругви» кремлевского Успенского собора были обшиты по распоряжению царицы дорогим бархатом. Причем ткани для таких целей снимались с использованных детских колыбелей царевичей и царевен.

Разумеется, особое внимание обращалось на воспитание маленького Петра. Помимо обычных предметов и игрушек, у него были и вещи европейского происхождения: музыкальная шкатулка («цымбальцы маленькие»), клавикорды и др. В самом раннем возрасте ребенка опекала женская прислуга: кормилицы, мамки, няньки. Ею руководила царица мать, именно от нее во многом зависело формирование личности царевича. Конечно, набор предметов, окружавших царевича, определялся матерью. Как знать, может быть, раннее знакомство с изделиями европейского прикладного искусства и музыкальными инструментами повлияло на формирование западнических взглядов Петра Алексеевича. А в заслугу это можно поставить прежде всего Наталье Кирилловне.

Но вот в 1676 году умирает царь Алексей Михайлович. Это повлекло за собой не только изменение личного статуса Натальи Кирилловны, ставшей отныне вдовствующей царицей. На престол вступил Федор Алексеевич, пасынок, объявленный наследником еще в 1674 году. Вместе с ним к рулю государственного управления должны были прийти его родственники, Милославские. Царица Наталья с детьми, Матвеев и Нарышкины должны были уйти на второй план. Между тем хоронили царя Алексея. За гробом несли нового царя, немощного Федора Алексеевича. За ним также на носилках несли Наталью с лицом закрытым фатою.