Hänellä oli kuitenkin neljä lasta yhteensä:
* Paavali I (1754-1801):Hän seurasi äitiään Venäjän keisarina.
* Maria (1759-1776):Hän kuoli 17-vuotiaana.
* Elizabeth (1762):Hän kuoli pian syntymän jälkeen.
* Kuolemana syntynyt poika (1773)
Catherinen suhteista ja hänen lastensa isyydestä liikkuu monia teorioita ja huhuja. On kuitenkin laajalti hyväksyttyä, että Paavali I oli Pietari III:n poika, vaikka äidin ja pojan välillä oli merkittävää jännitystä.