Ωστόσο, είχε τέσσερα παιδιά συνολικά:
* Παύλος Ι (1754-1801):Διαδέχθηκε τη μητέρα του ως Αυτοκράτορας της Ρωσίας.
* Μαρία (1759-1776):Πέθανε σε ηλικία 17 ετών.
* Ελισάβετ (1762):Πέθανε λίγο μετά τη γέννησή της.
* Ένας νεκρός γιος (1773)
Υπάρχουν πολλές θεωρίες και φήμες για τις σχέσεις της Catherine και την πατρότητα των παιδιών της. Ωστόσο, είναι ευρέως αποδεκτό ότι ο Παύλος Α' ήταν γιος του Πέτρου Γ', αν και υπήρχε σημαντική ένταση μεταξύ μητέρας και γιου.