Великий князь Александр Александрович был в императорской семье вторым сыном; наследовать престол готовился его старший брат Николай, который и получил соответствующее воспитание. Главным воспитателем Александра был граф Борис Перовский; образованием заведовал профессор Московского университета экономист Александр Чивилев.

Первоначально, Александр II намеревался женить наследника престола на имевшей репутацию красавицы датской принцессе Александре^[1]; но эти планы были расстроены усилиями британской королевы Виктории, которая поспешила женить на ней своего сына Альберта (впоследствиии король Эдуард VII).

Весной 1864 года Николай Александрович отправился за границу и, находясь в Дании, сделал предложение датской принцессе Дагмаре; 20 сентября совершилась официальная помолвка. Перед свадьбой Николай отправился в путешествие по Италии, где почувствовал недомогание: у него начались сильные боли в спине, от которых он вскоре слёг и скончался в апреле 1865 года. Когда состояние здоровья старшего брата стало угрожающим, Александр поспешил к нему в Ниццу; по пути к нему присоединилась принцесса Дагмара с матерью. Они застали наследника престола уже при смерти; последний скончался в ночь на 13 апреля (ст. ст.) от туберкулёзного воспаления спинного мозга. Александр был провозглашён цесаревичем и наследником престола.

Наследник прошёл дополнительный курс наук, необходимых для управления государством. В 1865 и 1866 годах ему был прочитан курс русской истории Сергеем Соловьёвым. Его учителем права в 1866 году стал Константин Победоносцев, который остался его наставником и советчиком и по окончании курса лекций^[2]; а в царстование Александра, на посту обер-прокурора Святейшего Синода, приобрёл наибольшее влияние на государственные дела.

Летом 1866 года цесаревич поехал путешествовать по Европе и, между прочим, собирался заехать в Копенгаген к невесте покойного брата, которая приглянулась ему при первой встрече. По дороге он писал отцу: «Я чувствую, что могу и даже очень полюбить милую Минни (так в семье Романовых звали Дагмару), тем более что она так нам дорога. Даст Бог, чтобы все устроилось, как я желаю. Решительно не знаю, что скажет на все это милая Минни; я не знаю её чувства ко мне, и это меня очень мучает. Я уверен, что мы можем быть так счастливы вместе. Я усердно молюсь Богу, чтобы Он благословил меня и устроил моё счастье». 17 июня 1866 года состоялась их помолвка в Копенгагене, а через три месяца наречённая невеста прибыла в Кронштадт; 13 октября состоялся обряд обручения, миропомазания и наречения новым именем — великой княгиней Марией Феодоровной.

Браковенчание было совершено в Большой церкви Зимнего дворца 28 октября (9 ноября) 1866 года; после чего супруги жили в Аничковом дворце, где продолжали жить в течение нескольких недель и по восшествии Александра на престол (с 27 апреля 1881 года — в Гатчине).

Вскоре после свадьбы Александр, согласно статусу наследника, стал приобщаться к государственной деятельности, участвовать в заседаниях Государственного совета и Комитета Министров. Его первая должность — председатель Особого комитета по сбору и распределению пособий голодающим — связана с голодом, наступившим в 1868 в ряде губерний вследствие неурожая.