Забота Петра о сыне проявилась чуть ранее, когда царевич достиг шестилетнего возраста и надобно было обучать его грамоте. Отец подыскал учителя. Им оказался Никифор Константинович Вяземский — человек не шибко образованный, не располагавший способностью внушить к себе уважение, не владевший педагогическими навыками, но честно относившийся к своим обязанностям и справедливо считавший, что его знаний достаточно, чтобы научить наследника читать и писать. Как он доносил в весьма велеречивом послании царю 29 июля 1696 года, «за Божиею благодатию, по твоему царскому желанию, сын твой благополучный великий государь царевич и великий князь Алексей Петрович… в немного ж времени совершенное литер и слогов по обычаю азбуки учит Часослов».

Знакомство с эпистолярным наследием Алексея Петровича и повинными сочинениями во время следствия убеждает в том, что Никифор Константинович достиг успехов в обучении своего ученика русскому языку: царевич писал грамотно, разборчивым почерком, умел излагать свои мысли. Но вот уважения к себе со стороны ученика Вяземский так и не вызвал: известно, что впоследствии царевич Алексей нередко бивал своего первого наставника.

Ограниченные возможности учителя Петр прекрасно понимал. Но он не располагал достойным наставником в России, а потому принял небывалое решение — отправить сына для обучения в Дрезден. Однако осуществить это намерение не удалось: в 1700 году началась Северная война, шведский король Карл XII одерживал одну победу за другой, и все пути выезда из России на Запад оказались отрезаны.

В подобной обстановке отправлять сына в Дрезден было крайне рискованно — он мог стать пленником шведского короля. Оставалась единственная возможность воспользоваться знаниями иностранных учителей — пригласить их на службу в Россию. Такая возможность представилась в 1702 году, когда на русскую службу поступил барон Генрих Гюйссен или, как его называли в России, барон Гизен. Он получил университетское образование и скитался по столицам Европы, продавая свои знания то австрийскому императору, то французскому, то датскому королям. В марте 1703 года Гюйссен получил предложение Петра стать наставником царевича Алексея.

Петр принял его лично и в присутствии царевича, а также вельмож (Меншикова, Головкина и др.) обратился к нему с такой речью: «Узнав о ваших добрых качествах и вашем добром поведении, я вверяю вам единственного моего сына и наследника моего государства вашему надзору и воспитанию. Не мог я лучше изъявить вам мое уважение, как вверив вам залог благоденствия империи. Не мог я ни себе, ни моему государству сделать ничего лучшего, как воспитать моего преемника. Сам я не могу наблюдать за ним; вверяю его вам, зная, что не столько книги, сколько пример будет служить ему руководством».

Гюйссен отказался принять напрямую лестное для него предложение, но заявил, что готов стать помощником главного воспитателя, роль которого должен был выполнять Меншиков. Царь согласился.

Гюйссен составил план, которым намеревался руководствоваться при воспитании и обучении наследника. Он состоял из нескольких статей: в первой части были изложены принципы воспитания, во второй — образования царевича.

Гюйссен намеревался «его высочеству обще все внушения, мнения и правила вкоренять… прилежно учение главных добродетелей и властностей великого принца, яко суть страх Божий, ревность о справедливости, легкосердие, великодушие, сожаление, щедрость, постоянство в решениях, верность и веру держати, прозорливость и остерегательство в советах, внимание и прилежание в правительстве государственном, храбрости и тому подобным мужественным властностям споспешествовати и утверждати тщится». Воспитатель обязывался привить в наследнике «любовь к добродетелям» и утвердить «отвращение и мерзость ко всему, еже пред Богом и человеком злодетельно есть и злодеяние именуется»; того ради, убеждал он царя, «надлежит ему особливо его высочество от злого товарищества и от таких людей остерегати, которые чрез соблазнительные противно учтивству ратоборствующие нравы, виды и разговоры его высочество ко злодеяниям соблазнят и злой приклад подать могут». Напротив, надлежит сделать так, чтобы окружающие наследника люди «благо и добродетельно поступали» и «особливо, чтоб господские дети, которые при дворе его высочества суть, к доброй науке привержены были».

Образовательная программа предусматривала в первую очередь совершенствование в знании русского языка: «чтоб его высочество непрестанно в читании и писании русского, яко сего государства, языка… и особливо в читании всякого письма рук… обучен был». Также упор делался на овладении французским языком, как «легчайшим и потребнейшим» среди всех европейских языков. Предполагалось изучение географии и географических карт, на которых надлежало показывать наследнику русского престола «особливо европейские королевства, земли и государства… и… чрез разговоры знаемость оных внушать, кому те земли принадлежат, какой народ в них живет, какие правила и обычаи в житии оные имеют, какие великие случаи и перемены в оных бывали и какой интерес или пользу Московское государство при оных имеет». Также «при забавных часах» царевича следовало обучить его употреблению циркуля, геометрии и арифметике. Воспитанник обязан был изучить знаменитое сочинение Самуила Пуффендорфа «О должности человека и гражданина», а также его же «Введение к истории европейских государств»; не забыто было и чтение французских газет, дабы царевич ориентировался в европейской политике. Надлежало иметь представление о политических делах во всем свете, прежде всего в пограничных государствах, уметь понимать, что полезно, а что вредно государству.

Важной отраслью обучения считалось овладение военными экзерцициями, а также изучение фортификации, артиллерии, наступательных и оборонительных действий. Если воспитанник проявит склонность к изучению архитектуры и навигации, то надлежало изучать и эти отрасли знаний.

Конечный итог двухлетнего обучения — доставить государю радость умением управлять государством.

Наставления Гюйссена легли в основу «Наказа», который был подписан Петром в качестве обязательной программы обучения царевича в Шлиссельбурге 22 апреля 1703 года. Сам Гюйссен был назначен обер-гофмейстером царевича с жалованьем в тысячу рублей.

Еще до назначения Гюйссена царь попытался приобщить царевича к военному делу. В 1703 году тот участвовал в должности солдата бомбардирской роты в овладении Ниеншанцем. Отец полагал, что сын должен пройти все ступени военной службы, начиная с самой низшей. В следующем, 1704 году, царевич вместе с Гюйссеном принял участие в осаде Нарвы.

Если верить Гюйссену, то царь после овладения крепостью обратился к сыну с назидательной речью: «Для того я взял тебя в поход, чтобы ты видел, что я не боюсь ни труда, ни опасности. Понеже я, как смертный человек, сегодня или завтра могу умереть, то ты должен убедиться, что мало радости получишь, если не будешь следовать моему примеру. Ты должен при твоих летах любить все, что содействует благу и чести отечества, верных советников и слуг, будут ли они чужие или свои, и не щадить никаких трудов для блага общего… Если ты, как я надеюсь, будешь следовать моему отеческому совету и примешь правилом жизни страх Божий, справедливость и добродетель, над тобою всегда будет благословение Божие. Но если мои советы разнесет ветер и ты не захочешь делать того, что я желаю, я не признаю тебя своим сыном: я буду молить Бога, чтобы он тебя наказал в сей и будущей жизни».