Больше всего Алексея Михайловича радовало то, что впервые его наследник родился крепышом. Все его предыдущие дети с колыбели отличались некрасивой внешностью с явными признаками дегенерации. Этот мальчик был сильным, красивым и резвым. Разница была настолько очевидна, что злые языки оспаривали происхождение Петра. Некоторые намекали, что царь, ослабевший с годами и истощенный болезнью, на склоне лет никак не мог стать отцом такого пышущего здоровьем младенца. Называли даже имена возможных отцов: патриарх Никон, исполин, сильный от природы, человек горячий и гениальный; или субтильный и энергичный Тихон Стрешнев, который был близок государю и Наталье Кирилловне. Даже спустя много лет Петр, терзаемый сомнениями относительно своего происхождения, во время одного из банкетов громко воскликнет, обращаясь к графу Ивану Мусину-Пушкину: «Этот, по крайней мере, знает, что он сын моего отца! А я так и не знаю точно, чей же я сын!»

Вскоре Наталья Кирилловна родила царю с разницей в один год еще двоих детей: крепких и красивых дочерей.

Вскоре был созван Земский собор – ассамблея, состоящая из Боярской думы, Освященного собора высшего духовенства и нескольких функционеров из основных приказов – который, подчинившись воле покойного, избрал своим царем Федора, брата Софьи и Ивана и сводного брата Петра. 21 июня 1676 года голландский посол Ван Келлер, бывший свидетелем церемонии восшествия на престол, так описывает это событие:

«Все вельможи и придворные были одеты в роскошные наряды из тканей, расшитых золотом и серебром, и в высокие шапки, украшенные богатой вышивкой и несметным количеством жемчуга. Князь Михаил Долгорукий бросал в народ горстями золотые и серебряные монеты. Собралась толпа людей всякого рода. Одни кричали, желали царевичу всяческого процветания и богатства, в то время как другие, ринувшись подбирать деньги, толкались и топтали им ноги».