В Петербурге путешественницам было разрешено остановиться на два дня для отдыха, а также «для изготовления платьев покроя, какой употребляется в стране», а затем отправиться в Москву, где в то время находился двор. Путешествие в Москву тоже было обставлено такой роскошью, предназначавшейся для лиц царской фамилии: на станции их ожидали заранее заготовленные лошади, дворцовые повара готовили для путешественниц трапезу.
Из Петербурга Иоганна Елизавета писала Фридриху II: «Нужно железное здоровье, чтобы перенести трудности путешествия и утомление придворного этикета. Моя дочь счастливее меня в этом отношении; ее поддерживает молодость. Подобно молодым солдатам, которые презирают опасность, потому что они не сознают ее, она наслаждается величием, которое окружает ее».
Из Петербурга цербтская княгиня с дочерью выехала в ночь с 5 на 6 февраля 1744 г., а уже 9-го находилась в 70 верстах от Москвы. В тот же день, в восьмом часу вечера сани с гостями остановились у Головинского дворца в Москве, где их встретили придворные чины, лейб-кампанцы и гвардейские офицеры.
Петр Федорович отвел мать и дочь в покои императрицы, встретившей гостей из Цербста с нескрываемым восторгом. 10 февраля двор отмечал день рождение жениха, именно к этому дню княгиня спешила прибыть в Москву и в этом преуспела.
В памяти Екатерины первые месяцы пребывания в России оставили благоприятные воспоминания. Будущему супругу было 16 лет, ей на год меньше, оба быстро нашли общий язык и будто бы подружились. София Фредерика Августа в первые два года пребывания не придавала значения ребяческим выходкам будущего супруга. Оба они друг к другу проявляли заботу и внимание, в особенности Екатерина, перед глазами которой маячила императорская корона.
Мать и дочь у современников оставили диаметрально противоположные впечатления. Иоганна Елизавета оказалась женщиной вздорной и недалекой, но, тем не менее, любившей находиться в центре внимания окружающих и привыкшая к тому, чтобы ей все беспрекословно повиновались, и по своему легкомыслию отваживалась вмешиваться во внутреннюю жизнь петербургского двора. По прибытии в Россию она вовлеклась в интриги, не учитывая при этом, что интриги двора Российской империи ни в какие сравнения не шли с интригами крошечного Ангальт-цербского княжества — здесь надо было обладать иными свойствами натуры и уметь соизмерять свои силы и возможности с силами противников.
Иоганна Елизавета, как и все представители мелких германских княжеств, была горячей поклонницей прусского короля, с которым по пути в Россию встретилась в Берлине и от которого узнала, что главным его противником, противодействовавшим сближению Пруссии с Россией был вице-канцлер А. П. Бестужев-Рюмин. Она решила оказать услугу своему кумиру и лишить должности человека, определявшего внешнеполитический курс России. Но Бестужев-Рюмин оказался не по зубам Иоганне Елизавете, силы были неравными, вице-канцлер обладал, согласно характеристике дочери, качествами, которых была лишена ее мать.
По прибытии в Москву София Фредерика Августа поставила перед собой две цели: заслужить уважение и любовь императрицы, а также подданных, и с успехом достигла того и другого. К ней были приставлены три учителя: Симону Тодорскому было поручено обучать ее догматам православия, Василию Ададурову — русскому языку, а балетмейстеру Ланге — танцам. С особым усердием она изучала русский язык, его она постигала не только днем, но и в ночные часы, вставая с постели, раздетая и без обуви повторяла слоги и слова. В результате София настолько сильно простудилась, что от высокой температуры стала терять сознание.
6 марта 1744 г. София почувствовала недомогание. Течение болезни она описала сама: «…лихорадочный жар и боль в боку чрезвычайно меня мучили; я стонала и матушка меня бранила за это, требуя, чтобы я терпеливо переносила страдание». Лишь после возвращения императрицы из Троицы она приказала пустить кровь. «Я была между жизнью и смертью 27 дней. Критический день в ее жизни падает на 19 марта, когда больная „много мокроты выкинула“».
«Императрица часто плачет обо мне», — записала София. «Великий князь был в отчаянии во время болезни принцессы». Этот факт отметила и Екатерина в своих «Записках»: «Великий князь как все принимали во мне большое участие».
Иоганна Елизавета полагала, что критическое состояние дочери может завершиться смертью, но больная в минуты просветления решила пригласить не лютеранского священника, а потребовала Симона Тодорского — ее желание было встречено одобрением окружающих. Оба эпизода: причастие православным священником по требованию больной, как и болезнь принцессы, вызванная ее желанием как можно быстрее овладеть русским языком, усилили к ней добрые чувства императрицы и вызвали благосклонность двора, упрочили ее положение в нем, что она сама отметила: «Это значительно расположило в мою пользу как императрицу, так и весь двор».