В семилетнем возрасте Александр Николаевич пережил довольно серьезное для ребенка потрясение. 12 декабря 1825 г. высочайшим Манифестом его объявили наследником-цесаревичем, так как его отец после смерти Александра I стал императором. Через два дня, во время восстания декабристов, Николай вынес его на руках, чтобы показать солдатам охранявшего Зимний дворец лейб-гвардии Саперного батальона, которые присягнули ему на верность.
Статус наследника престола предполагал более обширную программу воспитания и образования, нежели планировалась для великого князя. Осуществлять общее руководство обучением Александра императорская семья поручила поэту Василию Андреевичу Жуковскому. Этот человек был хорошо известен при дворе. Он состоял в дружеских отношениях с обеими императрицами. У бабушки Александра, Марии Федоровны, он состоял в должности чтеца, а мать, Александру Федоровну, обучал русскому языку. Составляя образовательную программу для цесаревича, Жуковский исходил из того, что «Его Высочеству нужно быть не ученым, а просвещенным. Просвещение должно познакомить его со всем тем, что в его время необходимо для общего блага и, в благе общем, для его собственного».
В результате Александр II стал одним из самых глубоко и разносторонне образованных российских императоров. Он знал четыре иностранных языка: французский, немецкий, английский и польский, мог читать по-латыни и на древнегреческом. Из всех преподававшихся ему наук он особенно выделял историю. Этому способствовало то обстоятельство, что Жуковский считал ее «главной наукой наследника престола», и личная склонность Александра к гуманитарным предметам. Когда Николай I, сам любивший историю, дарил старшему сыну исторические книги на разных языках, тот радовался этим подаркам больше, чем каким-либо другим. Чтобы Александр не скучал на занятиях и мог общаться со сверстниками, во дворец часто приглашали двух мальчиков из дворянских семей: Иосифа Виельгорского и Александра Паткуля. Эту дружбу Александр II сохранил до конца жизни.
Учебное время цесаревича и его товарищей было строго организовано. Учебный год делился на два полугодия. Первое из них длилось с Нового года до середины июня, а второе - с начала августа до Рождества. Между полугодиями летом и зимой были каникулы. В конце каждого месяца и в конце полугодия проводились экзамены по всем изучаемым предметам.
Учебный день начинался рано. Наследник вставал в шесть утра, молился, завтракал, а ровно в семь приходили учителя. До девяти длилась первая порция уроков, с девяти до десяти устраивался перерыв для отдыха и визитов, с десяти до двенадцати - вновь уроки. В двенадцать Александр с друзьями отправлялся на двухчасовую прогулку или занимался верховой ездой в манеже. После обеда и небольшого отдыха с пяти до семи часов вечера опять бывали уроки. С семи до девяти юноши находились в распоряжении учителя гимнастики или танцмейстера. В девять вечера ужинали, а в десять учащиеся расходились по своим комнатам, чтобы перед сном обсудить с воспитателем свои занятия и поведение и все записать в специальный журнал. В нем же учителя проставляли оценки по следующей системе: «хорошо», «довольно хорошо», «дурно». Журнал наследника еженедельно просматривали император и императрица.
На полугодичных экзаменах цесаревича и его товарищей всегда присутствовал сам Николай I. Александр был способным юношей и учился хорошо. После одного из экзаменов воспитатель Мердер записал в своем дневнике: «Все в Александре Николаевиче было прекрасно: его ответы, скромные манеры, в особенности выражение его очаровательной физиономии, воодушевленной благородным желанием сделать удовольствие его родителям».
В апреле 1835 г. Александр успешно сдал последние экзамены. Император остался очень доволен результатом и щедро наградил В. А. Жуковского и других учителей. Но образование наследника на этом не закончилось: до своего двадцатилетия ему предстояло еще три года провести в путешествиях. До 1837 г. Александр знакомился с Россией. В сопровождении учителей и воспитателей он посетил Новгород, Тверь, Ярославль, Ижевск, Екатеринбург, Тюмень, Тобольск и некоторые другие губернские и уездные города. Александр стал первым из наследников престола династии Романовых, который побывал в Сибири и составил личное представление об этой далекой окраине своей империи. В следующем, 1838 г. он проехал по странам Европы и побывал в Германии, Швеции, Дании, Италии, Англии. По мысли Жуковского, эти путешествия должны были превратить будущего императора в «русского европейца», в котором любовь к отечеству соединилась бы с уважением к истории и культуре других народов и пропиталась духом европейского либерализма.
Но оба воспитателя цесаревича, и Жуковский, и Мердер, не могли противостоять желанию императора сделать из Александра не столько политика и законодателя европейского типа, сколько русского военного сановника, каковым по существу был он сам. С самого раннего возраста отец заставлял наследника престола участвовать в смотрах, парадах, разводах, учениях. И Александр быстро почувствовал к этому вкус. На его стройной фигуре хорошо сидела парадная военная форма. Он умел ловко гарцевать на коне перед строем солдат и офицеров. Ему нравилось ловить на себе восхищенные взгляды подчиненных.
Вскоре его увлечение парадной стороной военного дела стало раздражать не только воспитателей, но и самого Николая I. Только причины этого раздражения различались. Император опасался, что из сына не получится воин, способный в случае необходимости взять на себя командование всей армией государства, что он так и останется «паркетным генералом». А Жуковский и Мердер беспокоились о том, что Александр, как и отец, уверует, будто слава страны состоит только в мощи ее войск. Мердер отмечал в своих «Записках»: «Желал бы убедиться, что частые появления Его Высочества на парадах, видя, что из парада делают государственное дело, не будут иметь на него дурных последствий: легко может ему прийти мысль, что это действительно дело государственное, и он может ему поверить». А Жуковский писал императрице, что участие мальчика в военных мероприятиях надо если не прекратить, то хотя бы ограничить шестью неделями в году во время летних каникул. Но кто станет прислушиваться к мнению педагогов, если война и парады испокон веку считались главным делом русских государей? И несмотря на усилия воспитателей и учителей, из Александра формировался человек не столько государственный, сколько военный по своим привычкам, взглядам на мир, манере держаться и мыслить себя. Дело было сделано: Александр II до конца жизни обожал парадные военные мероприятия, и в его формуляре они встречаются с удручающей регулярностью.
Наряду с ценностями военной службы Николай стремился внушить своему сыну незыблемую веру в ценность самодержавия как такового. С его собственной точки зрения, самодержавие было важнее всех гражданских благ и даже блага самого государства. После отречения от престола французского короля Карла X, уступившего требованиям революционеров, Николай провел со своим двенадцатилетним наследником воспитательную беседу об обязанностях монарха, завершившуюся словами: «Глава монархического правительства теряет и позорит себя, уступив и на один шаг восстанию! Его обязанность поддерживать силою права свои и предшественников. Его долг пасть, если суждено, но... на ступенях трона...» Император не мог в тот момент даже предположить, что последняя его фраза много лет спустя будет вспоминаться как страшное пророчество по отношению к судьбе Александра.
Детство и юность Александра прошли в благоприятной атмосфере. Со времен Михаила Федоровича и Алексея Михайловича в семьях русских государей не было таких хороших отношений между родителями и детьми. Николай I и Александра Федоровна сердечно и искренне любили своих сыновей и дочерей и проявляли строгость по отношению к ним только тогда, когда считали это необходимым для их воспитания. В этой большой семье братья и сестры дружили между собой. Александр как старший привык заботиться о младших. Он с удовольствием играл с малышами, делал им подарки, устраивал праздники и фейерверки в дни рождения и на именины.
Цесаревичу не приходилось, как его тезке Александру I, разрываться между родителями и бабушкой. У императрицы-матери Марии Федоровны были ровные отношения с сыном и невесткой. Она участвовала в воспитании старшего внука, но ее педагогические методы и взгляды не противоречили их требованиям. В раннем детстве, до шестилетнего возраста, Александр зимой обычно жил с родителями в Аничковом дворце, а лето проводил у бабушки в Павловске. Общался Александр и со своим дедом с материнской стороны - королем Пруссии. Он переписывался с ним и ездил в гости в Берлин.
Александр вообще был сердечным, чувствительным и деликатным человеком, вежливо и уважительно обращался со всеми домашними, придворными и даже прислугой. Он очень любил природу и неизменно восхищался ее красотой, пением птиц. Описания пейзажей он включал в письма родным и в сочинения по истории, которые писал по заданию учителей. Прогулки в садах и парках загородных императорских усадеб доставляли ему истинное удовольствие.
Будущий император Александр II, так же как и его дядя Александр I и отец Николай I, был от природы одарен хорошими умственными способностями. Но, как и они, он был ленив и недостаточно любопытен к разного рода знаниям и наукам. Его высокие отметки на экзаменах - это скорее результат усердной работы и настойчивости учителей и воспитателей, нежели его собственных стараний. И даже обожавший своего воспитанника Мердер писал о десятилетнем Александре: «Великий князь, от природы готовый на все хорошее, одаренный щедрою рукою природы всеми способностями необыкновенно здравого ума, борется теперь со склонностью, до сих пор его одолевавшую, которая при встрече малейшей трудности, малейшего препятствия приводит его в некоторый род усыпления и бездействия. <...> Лень у Александра Николаевича есть главный недостаток, от которого проистекают все прочие». Педагоги отмечали в цесаревиче излишнюю самоуверенность, отсутствие определенных целей и желаний, упорства и постоянства, недостаток воли, склонность к апатии. Стимулом к занятиям для него служили не внутренние потребности, а желание угодить родителям или конкуренция с товарищами по обучению Виельгорским и Паткулем.
Единственное, что наследник престола усваивал с видимым удовольствием, - светские манеры, этикет и бальные танцы. Как и другие потомки Павла I, он отличался приятной внешностью: высоким ростом, статной фигурой, благородными чертами лица. На нем одинаково хорошо сидели и военный мундир, и светский фрак. С отроческих лет он привык блистать на придворных праздниках и балах. Любовь к светской жизни, к ее мишуре сохранится у Александра II до конца жизни.
17 апреля 1834 г. семья Романовых и императорский двор отмечали совершеннолетие цесаревича Александра. Считалось, что оно наступает в 16 лет. В этот день в Большой церкви, а затем в Георгиевском зале Зимнего дворца наследник в присутствии важнейших военных и гражданских чинов империи произнес торжественную присягу по случаю официального вступления на военную и государственную службу. Текст присяги, написанный М. М. Сперанским, был тщательно выучен, а поведение цесаревича во время всей церемонии отрепетировано в деталях. Александр совсем по-детски радовался подаркам, преподнесенным ему ко дню рождения ближайшими родственниками. Отец Николай I подарил ему коллекцию российских медалей и две настоящие турецкие сабли, мать - огромный надувной глобус и часы, которые показывали время в разных частях света. Брат Константин преподнес охотничьи принадлежности, а сестры - собственные акварельные портреты, написанные Александром Брюлловым - братом знаменитого Карла Брюллова, автора «Последнего дня Помпеи».
В этот день Александр Николаевич получил еще один необыкновенный и неожиданный подарок, которому потом приписывали мистический смысл. 17 апреля 1834 г. русский минеролог финского происхождения Н. Норденшильд обнаружил на Урале новый, до тех пор неизвестный науке драгоценный камень. В честь цесаревича он назвал его александритом.