От брака императора Александра II с императрицей Марией Александровной родились следующие дети: Александра Александровна, родилась 19 августа 1842 г., умерла 16 июня 1849 г.; наследник цесаревич Николай Александрович, родился 8сентября 1843, умер 12 апреля 1865 г.; великий князь Александр Александрович – ныне благополучно царствующий император Александр III, родился 26 февраля 1845 г.: великий князь Владимир Александрович, родился 10 апреля 1847 г., с 16 августа 1874 г. в супружестве с великой княгиней Марией Павловной, дочерью великого герцога Мекленбург-Шверинского Фридриха-Франца II, родился 2 мая 1854 г.; Алексей Александрович, родился 2 января 1850 г.; Мария Александровна, родилась 5 октября 1853 г., в супружестве с принцем Альфредом, герцогом Эдинбургским, с 11 января 1874 г.; Сергей Александрович, родился 29 апреля 1857 г., в супружестве с 3 июня 1884 г. с Елизаветой Фёдоровной, дочерью великого герцога Гессенского, родилась 20 октября 1864 г.; Павел Александрович, родился 21 сентября 1860 г., в супружестве с 4 июля 1889 г. с греческой королевной Александрой Георгиевной, родилась 30 августа 1870 г.
Ещё будучи наследником, Александр II участвовал в делах управления. В последние годы царствования императора Николая и во время его путешествий Александр II неоднократно заменял своего августейшего родителя; в 1848 г., во время своего пребывания при венском, берлинском и других дворах, он исполнял различные важные дипломатические поручения. Приняв в своё управление военно-учебные заведения, Александр II с особенной любовью заботился об их нуждах и постепенном усовершенствовании как научного преподавания, так и воспитания.