По давно устоявшейся традиции к 1 июля, дню рождения императрицы Александры Фёдоровны и её бракосочетанию с Николаем Павловичем, двор непременно переселялся в Петергоф (в переводе с голландского «двор Петра»), или, как его называли в XVIII в., Русский Версаль, а позже Столица фонтанов. Это место, расположенное в 29 километрах от Петербурга на южном берегу Финского залива, произвело на царицу ещё в 1817 г., по её признанию, большее впечатление, нежели Павловск и Царское Село. По дерзновенному замыслу Петра I в небывало короткие сроки здесь были разбиты парадные парки и дворцы, превосходящие по красоте и роскоши европейские. Ко времени царствования Николая I Петергоф представлял собой уже внушительный архитектурно-художественный комплекс, включавший несколько парков, дворцовых зданий и павильонов, десятки фонтанов, каскадов и множество мраморных, бронзовых свинцовых статуй, бюстов и барельефов. Пышность и великолепие Петергофа прежде всего демонстрировал со стороны моря Большой дворец, вытянутый почти на 300 метров единым ярким фасадом.

Под влиянием желаний и вкуса своей супруги Николай I превратил за годы своего правления пустынную местность вокруг Петергофа в роскошные парки, застроенные изящными и причудливыми павильонами и дворцами. Почти каждый год в Петергофе, словно в волшебной сказке, появлялось новое сооружение. Уже в 1826-1829 гг. восточнее основного ядра по проекту архитектора шотландца А. Менеласа, работавшего в России, создаётся дворцово-парковый ансамбль «Александрия», названный так по имени жены Николая I. Основные строения парка расположились на его верхней террасе. В её восточной части в эти же годы возведена главная постройка — дворец Коттедж (в переводе с английского — «сельский домик»). Он представляет собой удивительно красивое, чётко спланированное двухэтажное здание с мансардой. 14 июля 1829 г. дворец был освящён и затем подарен императором Александре Фёдоровне. С 1 августа Коттедж стал именоваться Александрией — дачей Её Величества. Вскоре были закончены такие оригинальные сооружения, как Готическая капелла (церковь Святого благоверного великого князя Александра Невского), Ферма, Телеграфный домик, Караулка, Готический колодец и другие. В 40-х гг. XIX в. по проектам русского архитектора А. Штакеншнейдера вдоль фонтанного водовода Петергофа были также разбиты обширные парки — Колонистский, Луговой, Озерковый и Бельведерский сад. Тем же зодчим построены на искусственных островах Ольгина пруда павильоны: Ольгин, Царицын и Озерки (Розовый) у начала чугунных фонтанных труб. На самой большой возвышенности в окрестностях Петергофа Бабигоне Штакеншнейдер возвёл дворец Бельведер (с итальянского — «прекрасный вид»), напоминающий древнегреческий античный храм.

Любимым местом императрицы стал утопающий в зелени и цветах Коттедж, а цесаревич и цесаревна с детьми располагались в Ферме, вокруг которой возникали разнообразные постройки для учёбы и игр подрастающих великих князей. Там появились детская крепость, пожарная каланча, водяная мельница, крестьянская избушка, а на берегу Финского залива — детская фермочка.

Конечно, в небольших комнатах Фермы братьям жилось не столь просторно, как в огромных покоях роскошного Екатерининского дворца в Царском Селе. Тем не менее учёба с ними продолжалась по-прежнему. Занятия были не обременительны, они много гуляли по прекрасным петергофским паркам и окрестным рощам, где собирали грибы и ягоды. Особенно нравилось им бывать в районе небольшого увеселительном дворца Петра I Монплезира (по-французски — «моё удовольствие»), откуда открывалась широкая панорама моря и в отдалении просматривался Петербург. Нередко они отправлялись в гости в Сергиевку к великой княгине Марии Николаевне (местность эта известна под названием Собственная дача), в Ораниенбаум к Елене Павловне (вдове великого князя Михаила Павловича), в Стрельну к дяде Косте и тёте Сани. Вечерами дети часто слушали музыку оркестров гвардейских полков, которую те исполняли перед Большим дворцом.

С осени 1850 г., по возвращении двора в Петербург, обоих старших братьев начали учить в манеже верховой езде, которую преподавал им берейтор Барш под высшим руководством обершталмейстера генерал-адъютанта барона Е. Мейендорфа.

О ходе обучения своих августейших подопечных, их поведении, взаимоотношениях, физическом развитии, наклонностях, достижениях, шалостях, допущенных ошибках воспитатели и преподаватели систематически рапортовали наследнику.

Одним из главных положительных качеств, зафиксированных у великого князя Александра Александровича в отзывах его пестунов, было старание.

Уже в сентябре 1850 г. Зиновьев несколько раз в докладах отмечает старание пятилетнего Александра к строевым занятиям. В итогах за июнь 1855 г. воспитатели сообщают, что к чистописанию великий князь относился «очень серьёзно и старательно». Другими важными особенностями его склада были развитые с детства чувства самолюбия и справедливости.

По достижении 7-летнего возраста, великих князей одного за другим отделяли, поручая их воспитателям. По установившейся традиции все великие князья в день рождения или крещения зачислялись в гвардейские полки и назначались шефами различных частей. Так «железный» император Николай I записал Александра Александровича в списки лейбгвардии Гусарского, Преображенского и Павловского полков и поставил его шефом Астраханского карабинерного (позже 12-го Драгунского) полка.

В последующие годы многочисленные государственные и семейные праздники служили поводом для тиражирования шефства и зачисления в полки, пожалования высочайших наград и производства в офицерские звания.

Со временем он становится шефом более чем 10 полков и подразделений.

В семилетнем возрасте великий князь Александр получил чин прапорщика, в 10 лет стал поручиком, в 14 — штабс-капитаном, в 18 — произведён в полковники.

При всех своих недостатках первые воспитатели многое сделали для того, чтобы их питомцы познали основы военного дела, сызмальства прониклись уважением к воинской доблести и славе русского оружия, могли достойно ценить боевые подвиги соотечественников.

Через несколько лет в день принятия присяги (20 июля 1865 г.) великий князь Александр Александрович в рескрипте на имя Зиновьева, отдавая должное своему воспитателю, отмечал: «Николай Васильевич! Я помню всегда, что от вас первых слышал я о тех правилах чести, любви и преданности Государю и Отечеству, которые и составляют сущность присяги, принесённой мною сегодня пред престолом Всевышнего. Помолитесь вместе со мною, чтобы Бог помог мне во всех обстоятельствах жизни руководствоваться только теми побуждениями, которым в самых юных летах моих вы старались положить основание в моём сердце. В память этого великого дня в моей жизни, препровождаю вам табакерку с моим портретом и прошу вас сохранить ко мне навсегда вашу дружбу и привязанность».

В день коронации в 1883 г. Александр III, вспомнив об одном из здравствующих своих первых воспитателей, Н. Г. Казнакове, бывшем в то время уже генералом от инфантерии, вручил ему бриллиантовый перстень со своим портретом.

Для расширения кругозора великого князя Александра Александровича существенную роль имели регулярные экскурсии, поездки и путешествия. Первая поездка была совершена им в 4-х летнем возрасте вместе с августейшими родителями в июне — августе 1849 г. на пароходе «Грозящий» в Ревель (ныне г. Таллин) и обратно в Петергоф. В августе — сентябре 1851 г. он ездил в Москву по только что сооружённой железной дороге с императорской четой, своими родителями и многочисленными родственниками. В июне — июле 1852 г. Александр отправляется на грязевой и климатический курорт Гапсаль (ныне г. Хаапсалу в Эстонии) вместе с августейшей родительницей и своими братьями для лечения морскими ваннами из-за золотушного предрасположения юных великих князей. Курорт этот, основанный в 1825 г., когда по инициативе местного врача К. А. Хунниуса была построена грязелечебница, постепенно становится излюбленным местом отдыха титулованной сановной знати. В Гапсале занятия с великими князьями продолжаются. Закон Божий преподавал протоирей Рождественский, французскому учил Куриар. Место Скрипицыной в изучении русского языка занял Классовский, а гимнастическим упражнениям обучал Дероп.