Внук Петра I, сын цесаревны Анны Петровны и герцога Гольштейн-Готторпского Карла Фридриха. По линии отца был внучатым племянником шведского короляКарла XII и сначала воспитывался как наследник шведского престола.

Мать мальчика, названного при рождении Карл Петер Ульрих, умерла вскоре после его появления на свет, простудившись во время фейерверка в честь рождения сына. В 11 лет он потерял и отца. После его смерти воспитывался в доме своего двоюродного дяди по отцовской линии, епископа Адольфа Эйтенского (впоследствии — короля Швеции Адольфа Фредрика). Его воспитатели О. Ф. Брюммер и Ф. В. Берхгольц не отличались высокими нравственным качествами и не раз жестоко наказывали ребёнка. Наследного принца шведской короны неоднократно секли; множество раз мальчика ставили коленями на горох, причём надолго — так, что у него распухали колени и он с трудом мог ходить; подвергали другим изощрённым и унизительным наказаниям. Воспитатели мало заботились о его образовании: к 13 годам он лишь немного владел французским языком.