夏季即将结束时，伊丽莎白的妹妹弗里德里克启程返回卡尔斯鲁厄，她忧伤抑郁，“我将孤身一人，无人作伴，无人听我诉说衷曲。”亚历山大与她一起流泪，他也深感孤单。

伊丽莎白与亚历山大的婚礼于1793年9月28日在冬宫大教堂举行，“这是一场丘比特与普赛克之间的婚姻。”叶卡捷琳娜对利涅亲王查尔斯·约瑟夫写道。当时的伊丽莎白年仅14岁，而她的丈夫也只比她大一岁。

婚礼期间，女皇和儿子之间再次争执不下，到最后时刻，保罗大公竟决定拒绝出席婚礼。多亏玛丽亚·费奥多罗夫娜大公夫人多方劝说，这才令他回心转意。婚礼上保罗站在家人的最前列，双眉紧锁，满面怒容。亚历山大见父亲将不悦的心情表露于色，内心感到十分痛苦。婚礼上，亚历山大穿的是银白色轧光织锦缎的皮袍，纽扣是钻石的，胸前斜挂圣安德烈勋章绶带。伊丽莎白的长裙是用同样的轧光织锦缎制的，上面缀着宝石和珍珠。新郎的王冠由康斯坦丁·帕夫洛维奇大公托举在手。伊丽莎白的王冠则由别兹波罗科亲王举着。仪式结束后，彼得保罗要塞以及海军部一齐鸣放礼炮，各大教堂也一齐响起钟声。响亮悦耳的钟声一共持续三天，庆祝活动则延续两周。

由于伊丽莎白结婚时非常年轻，做起事情来也就比较腼腆和不自然，因此，她并没有对自己的新身份做出充足的准备。俄罗斯宫廷的富丽堂皇使伊丽莎白开始不知所措并且也对宫廷内充满的邪恶的阴谋诡计以及无情的算计感到恐惧。伊丽莎白对宫廷中猖獗的性交易惊骇万分，她周围所有的人都对此乐此不疲，私通更被公认为一种娱乐形式。未来的莫斯科纵火者菲奥多尔·洛斯托普钦曾经向伦敦的俄国公使谢苗·沃龙佐夫抱怨，说伊丽莎白大公夫人面前有个很坏的榜样，就是舒瓦洛夫伯爵夫人的女儿。舒瓦洛夫伯爵夫人试图让自己的女儿去勾引大公（亚历山大一世），同时又想诱使大公夫人卷入一场罗曼史。而女皇自己就是宫廷中生活放荡淫乱的最佳例子。叶卡捷琳娜的情夫普拉登·祖博夫，竟然放胆公开追求伊丽莎白。他本应向女皇献媚，却不断对伊丽莎白送秋波，飞媚眼，长吁短叹，试图勾引伊丽莎白·阿列克谢耶芙娜。于是他追求伊丽莎白的举动很快成为宫中人尽皆知的新闻。伊丽莎白虽然感到局促不安，但却彬彬有礼地予以拒绝。

在充满繁文缛节的俄罗斯宫廷中，大公夫人深感孤独，思乡情绪也愈发浓烈，尤其是在她的妹妹弗里德里克回到了巴登之后，伊丽莎白就仿佛被遗弃在了一个与其格格不入的世界中，在那，她永远不会成为自己，甚至总是被她的仆人和侍女所包围。她用法文给母亲写信，“这里总是无事瞎忙。”“这星期是跳舞周，自星期一以来，每天都有舞会。星期二的舞会是在我们这里举行的，甚至跳了华尔兹舞。昨晚由女皇左右最为得宠的一位夫人举行化装舞会，今晚在埃尔米达日的剧院观看演出并参加社交舞会。”而她与亚力山大之间的关系更成为了她的安慰。“只有我的丈夫能够使我快乐，没有我的丈夫，我应该已经经历了一千次的死亡。”伊丽莎白与亚历山大的婚姻第一年还是相对幸福的，但是大公夫人依旧让叶卡捷琳娜二世感到十分失望，她很早就发现儿媳妇玛丽亚·费奥多罗夫娜大公夫人是位生育多的母亲，所以对于孙媳伊丽莎白竟不能尽快生下重孙很难理解，因此，女皇直到去世都没有看到这对夫妇生下一个男孩。1796年11月，由于叶卡捷琳娜大帝的去世，伊丽莎白的公公保罗一世继承了皇位。在他的统治期间，伊丽莎白一直回避保罗的宫廷生活，处于俄国宫廷里最不起眼的角色。她十分厌恶她的公公保罗一世，对他不公正的统治以及迟钝的性格十分反感。

伊丽莎白婚姻生活的第一个裂缝开始出现。在忽视了自己的丈夫身上，伊丽莎白浪漫的天性并没有得到满足。她只好开始在别处寻找情感上的慰藉。一开始孤独寂寞的伊丽莎白向她同病相怜的密友，美丽的格洛威娜伯爵夫人寻求精神上的庇护，后来，她与亚历山大最好的朋友英俊潇洒的波兰王子亚当·恰尔托里斯基开始了一段浪漫的恋情，他们的关系持续了三年。

经过五年多无子的婚姻生活，1799年5月29日，伊丽莎白生下了一个女儿，玛丽亚·亚历山德罗芙娜女大公。宫廷中的一些人认为玛丽亚是伊丽莎白与波兰王子的女儿。洗礼时，沙皇保罗一世从利文伯爵夫人手中接过这个有着黑色的头发，深色的眼睛的女孩时竟语调干涉地向她问道：“夫人，您认为两位金发碧眼的夫妇会生出棕发的孩子吗？”伯爵夫人惶恐慌乱，低声搪塞道：“陛下，上帝是万能的。”不久，伊丽莎白·阿列克谢耶芙娜就失去了情夫与孩子。保罗一世派遣亚当·恰尔托里斯基出使撒丁，并对罗斯托普金下达命令，要他“尽快离去”。而她还尚在襁褓的女儿不久便夭折了。1800年7月20日她给母亲写信说道：“截止今天上午，我不再有孩子了，她死了。妈妈，失去孩子的痛苦难以言喻。今天我还不能向您详细描述这次不幸。”不久以后她又写道，“我很久都不曾向您谈起玛丽亚了。但我每天没有一个小时不在想她，当然，也没有一天不为她抛洒伤心的眼泪。只要我还活在世上，我总会这样。哪怕我再生上两打孩子，也是一样。”

沙皇保罗一世的怪癖导致他受到反对者的暗杀，亚历山大因此继承了皇位。伊丽莎白很清楚这一计划，并在保罗一世遭到暗杀的当晚，她与她的丈夫在一起，并且给了他极大的支持。

亚历山大一世一成为皇帝，伊丽莎白·阿列克谢耶芙娜便鼓励他走出保罗一世遇刺的心理阴影并且将自己投身于为俄罗斯服务的事业中去。作为皇后，伊丽莎白积极参加宫廷活动，履行皇后职责，但是帝国第一女性的地位依旧被她的婆婆玛丽亚·费奥多罗夫娜皇太后所享有。在官方活动中，玛丽亚·费奥多罗夫娜皇太后紧跟在皇帝身后，伊丽莎白则被迫独自走在他们身后。亚历山大一世对他的妻子漠不关心，但在公开场合依旧对她很有礼貌，殷勤体贴并且会尽自己最大的努力在皇后的陪伴下就餐，他还不时去伊丽莎白的房间里过夜，因为他一直希望伊丽莎白给他生下一位合法的继承人。伊丽莎白是如此的温和宁静，以至于不会像她的丈夫一样焦躁不安并且受到灵魂的折磨。1803年，亚历山大与德米特里·纳雷什金王子的妻子，波兰公主玛丽亚·纳雷什金娜开始了婚外情，这段恋情持续了超过十五年之久。玛丽亚·纳雷什金娜公主还在乏味的宫廷中明目张胆地炫耀她的风流韵事。此外，亚历山大一世还与七名情妇育有九名私生子女。

对于伊丽莎白·阿列克谢耶芙娜来说，她的旧情人亚当·恰尔托里斯基在亚历山大即位后回到了俄罗斯，她再度从中找到了慰藉，直到她与一名禁卫军军官亚历克西斯·奥霍特尼科夫（1780-1807）相恋时这段关系才结束。历克西斯·奥霍特尼科夫与伊丽莎白之间所有的信件直到伊丽莎白去世后才被沙皇尼古拉一世销毁。伊丽莎白与奥霍特尼科夫恋情的结局是悲惨的。1807年，当禁卫军军官从剧院走出时，神秘地遭到刺杀。许多同时代的人认为奥霍特尼科夫遇刺是由亚历山大一世或者他的弟弟康斯坦丁·帕夫洛维奇大公策划的。在奥霍特尼科夫去世后，伊丽莎白还命人给他建造陵墓，并请雕塑家马尔托斯制作墓碑，碑上刻着一个女人伏在遭雷击的橡树前哭泣的图像。

1806年11月16日，伊丽莎白生下了她的第二个女儿伊丽莎白·亚历山德罗芙娜女大公。有传言称新生儿并不是亚历山大一世的女儿，而是奥霍特尼科夫的孩子。在奥霍特尼科夫被害后，伊丽莎白·阿列克谢耶芙娜心灰意冷并把她所有的感情都倾注在她的女儿伊丽莎白（昵称：利辛加）身上，十五个月后，小女孩因出牙期遭受感染而意外夭折。她给母亲写信说道，“现在我活在世上已无所事事。这最后的一击，我的灵魂竟无力承受。”以后，她又写道，“我仿佛能在住房里看到春天，太阳和花草，听到鸟儿在鸣叫，是利辛加的小鸟，她常同灰雀嬉戏，我脑中总盘旋着灰雀啁啾曲调，似乎我将永远难忘。”

伊丽莎白女大公的去世使亚历山大和伊丽莎白之间的关系得到了短暂的缓和。尽管伊丽莎白·阿列克谢耶芙娜还不到三十岁，但她和亚历山大都没有对拥有一个完整的家庭有什么进一步的希望。当医生韦利安慰皇帝亚历山大，说皇后还很年轻，还有希望再做母亲时，亚历山大则忧郁地回答道，“不，我的朋友，上帝不喜欢我的孩子。”

拿破仑战争期间，尽管她一直处在私人生活和政治危机中，伊丽莎白·阿列克谢耶芙娜依旧强烈支持丈夫的政策。拿破仑倒台后，她同她的丈夫一起出席了许多欧洲君主都参加了的维也纳会议。在那，伊丽莎白与她的旧情人亚当·恰尔托里斯基重逢。亚当·恰尔托里斯基仍然爱着她，并且原谅了她过去的背叛。但是他们的重逢十分短暂。

伊丽莎白性格内向、抑郁。喜欢豪华排场的人对她日益失望。皇帝夫妇生活淡泊，太后玛丽亚·费奥多罗夫娜却正相反，她竭力把自己装扮成这个君主制国家的光辉和威严的化身。丈夫保罗一世去世时，她曾希望儿子同意让她继位，儿子回避表态后，她便不得不满足于私下活动了。亚历山大宽厚仁爱，让她在帝国享有重要地位，管理所有的慈善机构，掌管借贷银行和亚历山大罗夫斯克的纺织厂。每年拨给她的俸禄高达一百万卢布。这笔巨款使她得以享受豪华的生活。她宫里的排场令沙皇的宫廷相形失色。皇帝夫妇的御车只用双套挽具，她的私人高级马车却是六套的。每次离宫外出，必有轻骑兵和文官侍从跟随。这一切同儿子亚历山大和儿媳伊丽莎白那里的阴沉的礼宾活动形成鲜明的对比。

内廷的活动以太后为中心。一切礼仪活动全在太后宫中举行。在正式的礼宾场合，玛丽亚·费奥多罗夫娜也常挽着皇帝的胳膊，伊丽莎白皇后则尾随在后，孤身而行。在俄国，谁若有幸蒙陛下恩宠，被委以重任，必定要向太后施礼，吻手谢恩，尽管她与这些赏赐毫无关系。而对皇后伊丽莎白却毫无表示，因为这不符合“习惯”。圣彼得堡的达官要人每隔两周必定要前去太后宫中朝拜一次。伊丽莎白从来不去太后宫中。

随着伊丽莎白的年纪达到四十岁，她美丽的容颜也随着时间逐渐消逝，她的丈夫也经历了个人的转变，这对夫妇的关系变得更加亲密。1818年，亚历山大一世沉浸在宗教的神秘色彩之中，他断绝了与玛丽亚·纳雷什金娜长期的暧昧关系。从那时起，丈夫和妻子开始花更多的时间在一起。皇后对亚历山大深表同情并且当亚历山大失去了他亲爱的亲生女儿索菲亚时，伊丽莎白给了他精神上巨大的支持。皇帝和皇后之间的明显的和解引起了大众的惊讶：“有时我会觉得自己是亚历山大的情妇，并且好像我们已经秘密结婚了……”伊丽莎白写信给她母亲说道。

从1825年开始，伊丽莎白的健康每况日下，她长期遭受了一种肺部疾病和神经病痛。伊丽莎白的主治医生建议她去一个气候温和的地方调养身体，并为她推荐了南部沿海城市塔甘罗格。1825年塔甘罗格的秋天确实非常温暖、非常干燥，对伊丽莎白皇后的健康有益；在首都没有找到合适的地方，皇帝夫妇只好在塔甘罗格建立了一座别墅。10月5号，他们入住这座新的宫殿。伊丽莎白与丈夫幸福地在这座城市生活。

1825年12月17日，亚历山大由于感染了风寒从克里米亚返回了塔甘罗格，结果这病进一步严重，发展成了斑疹伤寒。上午10点50分，沙皇亚历山大终于吸了最后一口气，咽气前再也不曾恢复知觉。终年47岁。伊丽莎白从她坐着度过那么多不眠之夜的椅子上站起来，双膝跪下做了祈祷，然后划十字，吻死者的前额，为他合上双眼，在他的颈上系上自己的手帕。

伊丽莎白又一次遭受了痛苦的打击，回到自己的房间以后，伊丽莎白含着泪水，给母亲写道，“啊！妈妈，我已沦为世上最为不幸的人。我只想对您说，我的天使也已离去，留下我孤身一人！他在病痛的百般折磨下，甚至在已不能辨认任何外人的时候，他仍然对我目光亲切地报以微笑……我已肝肠寸断，不能理解何以自己命运不济直至于此。”

不久之后，伊丽莎白虽仍疲惫不堪，但终于决心离开塔甘罗格，带着少数随从，启程返回圣彼得堡。她写给母亲的信说：“身体和心灵的痛苦难以尽言。”皇太后玛丽亚·费奥多罗夫娜预定在卡鲁加同儿媳妇伊丽莎白会面。5月15日，伊丽莎白抵达俄罗斯腹地图拉行政区的小镇别廖夫后，放弃了继续赶路的计划，停留在一所匆匆布置的住房里。她已经精疲力竭，说话困难，连烛光的刺激也难以忍受。她的秘书隆基诺夫写道，“她目光呆滞，眼窝深陷；眼睛下面的蓝色血管肿胀得像核桃，这使得她的鼻子变宽，仿佛是另行安装的。她的肤色暗红，下颏下垂，不能闭嘴。”侍卫医生给伊丽莎白诊了脉，开完药，便退了出去。女仆梯松小姐进来伺候，她拒绝了。凌晨4时30分，梯松小姐再次走进皇后卧室探望她是否也已安歇，却发现她已在床上逝去。皇后死于心力衰竭。1826年6月21日，伊丽莎白的棺柩安葬在地下墓穴中亚历山大一世的棺柩旁边。

亚历山大一世与伊丽莎白·阿列克谢耶芙娜育有两名女儿，但她们均在幼年时便夭折。他们共同的悲伤短暂地拉近了丈夫和妻子之间的关系。