Екатерина приказала принести ей шкатулку с бумагами и записками покойной. То, что она прочитала, превзошло все ожидания. Кроме любовной переписки с графом Разумовским, среди писем обнаружился проект денежных займов, сделанных великой княгиней у французского и испанского послов. Екатерина немедленно вызвала сына и показала ему любовные записки умершей жены и Разумовского, исключающие все вопросы о том, кто был истинным отцом неродившегося ребенка. Тем не менее эти документы никогда впоследствии не были найдены и опубликованы, о них известно лишь по отдельным фразам из депеш иностранных дипломатов, что является не слишком убедительным доводом, свидетельствующим о реальности их существования. В то же время нельзя исключить вероятность того, что архив великой княгини Натальи Алексеевны был уничтожен или самой Екатериной II, или кем-то из ее наследников, – Романовы умели хранить династические тайны.
На следующий день, когда Разумовский явился по обыкновению к великому князю, тот молча отвернулся от него. Граф оставался в Петербурге до самого погребения тела великой княгини 26 апреля 1776 года. Примечательно, что Павел не присутствовал ни на панихиде по умершей жене в Царском Селе, ни на ее похоронах, вместо него, как писал французский посланник шевалье де Корберон, на могиле возлюбленной рыдал граф Разумовский. Кстати, он по распоряжению императрицы был выслан из Петербурга сначала в Ревель, затем в малороссийское имение отца – Батурин, а с 1777 года Андрей Разумовский был назначен посланником в Неаполь (это свидетельствует о том, что Екатерина простила ему попытку заговора, Лазурный берег – место ссылки опальных любовников великих княжон, а не революционеров, которых отправляют в более холодные края). В дальнейшем Разумовский стал видным дипломатом, получил титул светлейшего князя, высшие ордена многих государств, построил великолепный особняк в Вене и обманул несметное число мужей.
В ночь на 22 апреля «по полуночи в первом часу» тело великой княгини было переправлено в Александро-Невскую лавру. 23 апреля князь Голицын сообщал: «При продолжении обыкновенных у тела церковных обрядов превеликое народа бывает стечение». Массовое стечение народа на «поклонение» умершей великой княгини можно объяснить распространением среди простого люда различных толков и разговоров о причинах смерти Натальи Алексеевны. Среди простого народа также ходили толки, что великая княгиня умерла «не своею смертью», а что ее «господа испортили». Корберон свидетельствовал: «Народ горько оплакивает ее и ожесточается. В лавках приходится слышать такие замечания: «Молодые женщины умирают, а старые бабы живут». К князю Орлову пришла толпа мужиков, чтобы узнать, достоверно ли известие о смерти великой княгини. Получив утвердительной ответ, они горько заплакали… В народе ходит молва, что причиною смерти великой княгини является то обстоятельство, что не служили молебнов о ее здравии и что ее лечили доктора, к тому же иностранные. В русском народе держится поверье, что при родах помогать женщине может только женщина, и притом непременно русская. Это убеждение очень неблагоприятно для принца Генриха. Народ утверждает, что во время своего первого путешествия он привез в Москву чуму, а теперешний его приезд ставят в связь с кончиной великой княгини».
Смерть Натальи Алексеевны вызвала различные толки и в обществе. Медицинское заключение, составленное после вскрытия тела на следующий день, называло причиной смерти «искривление стана», не позволившее произвести на свет ребенка естественным путем. Кроме того, «крупный ребенок» был неправильно расположен. Врачи заключили, что умерший в утробе матери младенец инфицировал организм матери, следствием чего и стала гибель 22-летней великой княгини. Но секретарь французского посольства шевалье де Корберон, ссылаясь в дневнике на мнение хирурга и соотечественника Моро, утверждал, что смерть великой княгини наступила из-за неопытности повивальной бабки и невежества придворных врачей. Моро обозвал их «несведущими ослами» и утверждал, что молодую женщину можно было спасти. Слухи связывали кончину Натальи Алексеевны с действиями повивальной бабки, якобы получившей от Екатерины II указания умертвить великую княгиню. Разговоры о насильственной смерти великой княгини вошли в сочинения некоторых западных историков и сохранялись в русском обществе еще долгое время.
Церемония похорон великой княгини отличалась отсутствием подобающих в таких случаях торжественности и театральной пышности. На это обратили внимание и современники. Тот же Корберон заметил: «Я был неприятно поражен отсутствием погребальной пышности: как будто пожалели воздать ей должное по чести, и, кажется, что сама смерть не смогла смягчить чувство зависти к ней, зародившейся в сердце лица более сильного».