Опекунство над наследником взял двоюродный дядя, любекский княжеский епископ Адольф Фридрих, будущий король Швеции. Воспитание осиротевшего принца было поручено гофмаршалу Брюммеру, который установил для него настоящий казарменный порядок. Мальчик рос нервным и впечатлительным ребенком — отсутствие материнской ласки явно отражалось на его характере. Особых наук он не изучил, интереса к чтению не приобрел. Лишь игра на скрипке была ему по душе, причем играл он самозабвенно и с большим чувством. Он любил музыку и живопись, при этом обожая и все военное.
По желанию своей родной тетки, русской императрицы Елизаветы Петровны, вступившей на престол в декабре 1741 года, Карл Петер Ульрих вместе с воспитателем был привезен в Россию. Как когда-то и его мать, он прибыл в далекую, незнакомую страну, к которой он, выросший в немецком герцогстве и воспитанный в лютеранской религии, не питал никаких чувств. Императрицей ее четырнадцатилетний племянник был объявлен наследником российского престола. Его крестили по православному обычаю под именем Петра Федоровича, а в 1745 году женили на принцессе Ангальт-Цербстской Софии Августе Фредерике, получившей в православии имя Екатерины Алексеевны. Гармонии в этом браке не возникло.
Находясь в России, сын русской цесаревны Анны Петровны фактически оставался «чужим среди своих». Поближе узнать родину своей матери, выучить ее родной язык, впитать в себя истоки православной веры он не стремился. Переселение в страну, которую он никогда не считал родной, хотя она готова была дать ему царскую корону, внук Петра Великого рассматривал как ссылку. Его любовь принадлежала далекой Голштинии, где он родился и вырос.
Наследник русского престола выписал из Голштинии роту солдат, в Ораниенбауме, неподалеку от Петербурга (императрица Елизавета Петровна передала племяннику бывший дворец Меншикова), создал свою голштинскую армию и стал носить ее мундир. Несколько позже он стал надевать и орден Черного Орла, врученный ему прусским королем, к которому относился с обожанием.
По достижении совершеннолетия великий князь Петр Федорович получил возможность управлять своим маленьким герцогством. Интересы Голштинии стали отныне главными в его жизни. Приглашение из Швеции занять королевский престол, освободившийся после смерти Ульрики Элеоноры, сестры его бабушки, внук императора Петра I отклонил.
После смерти императрицы Елизаветы Петровны ее племянник вступил на престол под именем Петра III. Но правил он всего шесть месяцев и пять дней. Свою главную задачу сын рано умершей цесаревны Анны Петровны видел в освобождении Голштинии из-под власти Дании и возвращении голштинским герцогам Шлезвига, который его отец вынужден был уступить датскому королю еще в 1720 году. Он хотел сделать это герцогство, небольшое по площади, но важное по своему географическому положению, сильным союзником России — об этом когда-то мечтал его могучий дед — Петр Великий.
