Кроме мятежа у Екатерины имелся и другой повод для волнений, другой претендент на престол, гораздо более опасный: ее сын. 20 сентября 1772 года великому князю Павлу Петровичу исполнилось 18 лет, и она должна была официально признать его совершеннолетие, то есть разрешить вступить в брак, обзавестись собственным двором и начать играть значимую политическую роль. Первое было возможно, второе выполнимо, третье совершенно исключалось. Принять Павла в качестве соправителя, даже в минимальной степени, было с точки зрения Екатерины первым шагом к потере престола.

Невеста была выбрана к лету 1773 года — принцесса Вильгельмина, вторая дочь ландграфа Гессен-Дармштадтского. 15 августа она приняла православие, получив имя Натальи Алексеевны. Свадьба состоялась в конце сентября 1773 года — именно в те дни, когда в Яицком городке поднимался мятеж Пугачева.

Вскоре после женитьбы Павла едва не разразился новый политический скандал, в который оказались замешаны молодые супруги: состоявший на русской службе уроженец герцогства Голштинского, принадлежавшего Павлу, Каспар фон Сальдерн стал развивать в разговорах с великим князем заманчивую идею. Сальдерн убеждал Павла в том, что теперь, будучи совершеннолетним, он имеет такие же права на престол, как и его мать, и что следует установить новый политический режим — совместное правление, по образцу Австрии, где мать и сын — Мария Терезия и Иосиф — делили между собою власть. По слухам, в беседах с Сальдерном живое участие принимала энергичная Наталья Алексеевна.

Никита Панин знал о плане Сальдерна, но не донес о нем Екатерине. Донес кто-то другой, и на Павла, его молодую жену и Панина легло тяжкое подозрение в составлении заговора против императрицы. Сальдерн успел уехать из России, а возмущенная Екатерина пообещала, что «велит привезти к себе злодея, связанного по рукам и ногам». Поскольку дело не имело продолжения, никто наказан не был.

В довершение ко всем заботам, осаждавшим императрицу, — войне, сложностям в отношениях с сыном, угрозе заговора и ширящемуся крестьянскому восстанию, — 28 сентября 1773 года в Петербург прибыла литературная знаменитость. Императрица, конечно, восхищалась «Энциклопедией», но Дени Дидро не мог выбрать более неподходящего момента для своего визита. Энциклопедист, разделявший общее заблуждение французских философов насчет возможностей быстрого практического воплощения теоретических построений, он рассчитывал дать Екатерине советы по немедленному реформированию ее государства. Дидро говорил, что Екатерина обладает «душой Цезаря и обольстительностью Клеопатры». Беседы с философом, прожившим пять месяцев неподалеку от Зимнего дворца, развлекали императрицу, тосковавшую в обществе Васильчикова. Но скоро Дидро начал ее раздражать — хотя, если вспомнить, чем закончилось пребывание Вольтера у Фридриха Великого, визит энциклопедиста к северной царице придется признать почти успешным. Екатерина жаловалась, что, доказывая свои идеи, он с такой горячностью хватал ее за руку, что у нее оставались синяки. Но одно доброе дело он точно сделал — познакомил императрицу со своим компаньоном Фридрихом Мельхиором Гриммом, который стал любимым корреспондентом Екатерины до конца ее жизни.

После визита Дидро Екатерина окончательно убедилась, что абстрактная программа реформ в России неприменима: «Вы трудитесь на бумаге, которая все терпит, — говорила она ему, — между тем как я, несчастная императрица, имею дело с человеческой кожей, которая чрезвычайно чувствительна».

После женитьбы Павла граф Никита Панин утратил пост воспитателя великого князя (поскольку был упразднен сам этот пост) и потерял свои апартаменты во дворце, но при отставке от воспитательных дел получил пенсию в 30 тысяч рублей и 9 тысяч душ.