Внутренняя отделка собора содержит многие породы ценных камней: лазурит, малахит, порфир, мраморы разнообразных оттенков. Стены и своды покрывают многочисленные живописные и мозаичные картины, авторами которых являются известные художники К. П. Брюллов, Ф. А. Бруни, П. В. Басин, В. К. Шебуев, Т. А. Нефф и др. И внутри, и снаружи здание украшено скульптурой, выполненной по моделям И. П. Витали, Н. С. Пименова, А. В. Логановского, П. К. Клодта и других выдающихся мастеров XIX в. Громадные барельефы во фронтонах и многие другие изваяния изготовлены с помощью гальванопластики.

В ходе строительства был решён целый ряд сложных технических и инженерных задач. В архитектуре собора отразились новые веяния в русском зодчестве середины XIX в. После открытия и освящения Исаакиевский собор стал главным кафедральным собором С.-Петербургской епархии и считался «первенствующим в империи». Он вмещает несколько десятков тысяч человек.

После знаменательного церковного торжества, во второй половине июня, юным великим князьям была предоставлена возможность посетить некоторые священные обители северо-запада России. Поводом к этой поездке послужило возвращение Александра II из двухнедельного путешествия на север, в Соловецкий монастырь. 26 июня навстречу ему в Лодейное Поле, расположенное в 244 км от Петербурга на старинном Архангельском тракте, на пароходе-фрегате «Александрия» отправилась императрица в сопровождении четырёх сыновей и гостившей при дворе принцессы Вюртембергской Ольги Николаевны с супругом.

В тот же день царственные путешественники осматривали в истоке Невы из Ладожского озёра знаменитую Шлиссельбургскую крепость (ныне Петрокрепость), основанную новгородцами в начале XIV в. на Ореховом острове как форпост для борьбы со шведской экспансией. Особенно поразил Александра Александровича рассказ сопровождающего гида об опальном императоре Иоанне Антоновиче, трагически погибшем в стенах этой крепости.

На обратном пути с Лодейного Поля августейшие путники совместно с властителем России посетили обители в устье реки Свири и на островах Валаам и Коневец в Ладожском озере.

27 июня они побывали в Свято-Троицком Александро-Свирском мужском монастыре, основанном в 1484 г. Там, в Преображенском соборе, у чудесно сохранившихся нетленных мощей преподобного Александра Свирского была отслужена литургия и молебен с коленопреклонением.

Наиболее тёплый приём был оказан Александру II и его семье 28 июня в северо-западной части Ладожского озёра, на Валааме, на протяжении веков являвшемся духовном центром православной Руси и по праву называемом Северным Афоном. При выходе с корабля на берег царская семья была встречена игуменом и братией криками «ура» и проведена вверх по дороге, усыпанной свежими полевыми цветами, к собору Св. Сергия и Германа, основавших монастырь в начале XIV в. На приветствие настоятеля, благодарившего царскую чету за милостивое посещение обители, Александр II отвечал: «Это моё давнишнее желание. Слава Богу, что оно исполнилось». После обедни августейшие паломники побывали в келье игумена, осмотрели оба соборных храма и ризницу, любовались видом на озеро и на монастырском катере, на котором гребцами были монахи, а кормчим отец казначей, поехали в принадлежащие обители скиты Св. Николая и Всех Святых. Там монарх ласково беседовал со схимниками и при прощании поцеловал у каждого из них руку, а в церкви св. Николая цесаревич собственноручно поставил свечу пред иконою своего патрона. Возвратясь в монастырь, государь и его спутники вошли в трапезную и, заняв места за общим столом, присутствовали при обеде иноков. На старом братском кладбище среди могил иноков августейшие гости обратили внимание на захоронение шведского короля Магнуса. По монастырской легенде, флот Магнуса во время похода на Новгород и Карелию погиб, застигнутый бурей в Ладоге. Сам же король спасся на Валааме, где в благодарность за своё чудесное избавление от смерти принял православие, против которого раньше боролся, постригся в монахи с именем Григория и вскоре в 1371 г. скончался в монастыре. Настоятель проводил царскую семью на пароход и при прощании благословил императорскую чету и их детей. Когда пароход отчалил, братия на берегу запела «Спаси, Господи, люди твоя», Александр II с сыновьями взошли на штурманский трап, императрица — на палубу. Торжественное пение монахов сливалось с громкими криками «Ура!». Государь снял фуражку и поклонился насельникам обители. В знак памяти своего посещения августейшие дети подарили Валаамскому монастырю две драгоценные лампады к мощам преподобных Сергия и Германа.

На пути в Петербург 29 июня царственные путешественники посетили Рождество-Богородичный коневский мужской монастырь, расположенный на о. Коневец, в 3 км от западного берега Ладожского озёра, примерно в 100 км от столицы. Великие князья с интересом рассматривали огромный валун Конь-камень весом более 750 т, от которого происходит название острова. Монастырь был основан в 1393 г. преподобным Арсением Коневским, прожившим до этого 3 года на Афоне.

Вскоре по возвращении, выйдя из Кронштадта на пароходе-фрегате «Рюрик», царевичи побывали в Нарве, Выборге, на водопаде Иматра и озере Сайма. Пройдя по Сайменскому каналу, спустились обратно в Выборг, откуда шхерами проследовали на Пютерлакскую гранитную ломку и к устью реки Кюмени. В этом вояже, продолжавшемся со 2 по 11 июля, их сопровождали военные воспитатели, наставник Гримм, врач Обломиевский и секретарь Оом. Из-за интриг Гримма в этой поездке по наиболее восхитительным местам Финляндии не участвовал её знаток Грот.

Значительная часть июля и августа была посвящена занятиям в Петергофском лагере военно-учебных заведений, в рядах 1-го Кадетского корпуса. Изредка сыновья сопровождали своего августейшего отца на ученья, манёвры и смотры Гвардейского корпуса в Красном Селе.

1859 г. принёс немного изменений в системе обучения Александра и Владимира Александровичей. Всеобщую историю и географию им продолжали читать на немецком языке соответственно Мюнцлов и Венд. Отечественную историю им не преподавали. Гримм при каждом удобном случае пытался подчёркивать значение высокой германской культуры, по словам Погодина, «презирая веру, язык, литературу, историю, народ русский». Наиболее резкое неприятие создавшегося положения проявлял 14-летний Александр Александрович. Он с болью терял интерес к ранее любимым предметам — истории и географии.

25 июня, в день рождения императора Николая I, вся царская фамилия присутствовала на Исаакиевской площади при открытии ему памятника перед Мариинским дворцом. В числе приглашённых находился посланник от Пруссии князь О. Бисмарк. Памятник понравился большинству сиятельных особ. Он органически вписывался в пространство площади. Великие князья с интересом рассматривали пьедестал, разработанный архитектором О. Монферраном, по проекту которого строился Исаакиевский собор, и конную статую, изготовленную скульптором П. К. Клодтом. Николай I был изображён гарцующим на рослом скакуне, дугой выгнувшем шею. Очевидцы единодушно отметили непринуждённость позы всадника, облачённого в мундир офицера конногвардейского полка, естественность поворота головы, реалистичность выражения сурового державного лица. Уникальность массивной шестиметровой бронзовой конной фигуры заключалась в том, что она опиралась только на две точки опоры, которыми служили задние ноги коня. Превосходным произведением монументальной скульптуры оказался и пьедестал памятника. Скруглённые углы его в верхней части украшены четырьмя аллегорическими женскими фигурами, выполненными скульптором Р. К. Залеманом и олицетворяют Правосудие и Силу, Веру и Мудрость. Головы этих фигур стали портретными изображениями императрицы Александры Фёдоровны и дочерей Николая I — Марии, Александры и Ольги. Отлично были исполнены и четыре барельефа в средней части пьедестала, изображающие деяния «железного императора». Один из них — «Поднесение Сперанским свода законов», создан скульптором Р. К. Залеманом, три других — скульптором Н. А. Рамазановым; они воспроизводили подавление восстания на Сенатской площади 14 декабря 1825 г., усмирение холерного бунта в 1831 г. и открытие железной дороги Москва — Петербург в 1851 г. Столичные острословы сразу же уяснили, что памятники Петру Первому и Николаю I находятся на одной оси, обращены в одну сторону и отгорожены друг от друга Исаакиевским собором. Говорят, что уже на следующий день после открытия, на сгибе передней правой ноги коня висела табличка с надписью «Не догонишь!», а по городу разнеслась поговорка: «Коля Петю догоняет, да Исаакий мешает». Были и другие варианты. Неизвестный поэт посвятил монументу свои стихи: