1741年11月25日夜，叶丽萨维塔在禁卫军的帮助下，发动政变，废黜了伊凡六世(伊凡五世的儿子，1740—1741年在位)，成为俄国女皇。由于她无嗣，即把卡尔·彼得接到俄国宫廷作为自己的继承人，改名彼得·费多罗维奇。1744年，又派使臣赴什切青市，将15岁的索菲亚·奥古斯特偕同母亲接到俄国，于第二年同彼得结婚，改名叶卡特琳娜·阿列克塞耶芙娜。
1761年12月25日，女皇叶丽萨维塔驾崩。按照皇室惯例，彼得于当日即位，称彼得三世。彼得三世智力低下，不学无术，嗜酒如命，他来俄国已18年，连俄语也讲不好。他妄自尊大，又优柔寡断，既胆小如鼠，又毫无心肝。叶丽萨维塔驾崩以后，俄国满朝大臣、宫廷贵妇、教堂神甫和禁卫军军官都为女皇轮流守灵，可是彼得三世却无视这些人的情感，不肯到女皇灵柩前守夜，即使被迫去一次，也是故意在灵柩前高声说笑、做鬼脸，取笑神甫，刺激在场的人。他甚至在举国服丧期间，躲进自己的别墅里，身着节日盛装，招来一些狐朋狗友，纵酒歌唱。
彼得三世还有一个致命弱点，就是他身为俄国沙皇，却不顾俄国的利益，一心要为他的出生国——普鲁士效劳。为了帮助普鲁士，他竟然在登基的当天晚上，派出使者给占领了东普鲁士一些地区的俄军送去敕令：俄军立即停止和普军的敌对行动，撤出占领区。这种出卖俄国利益的行动引起了俄军将士的强烈不满。1762年4月，彼得又公然违反俄国杜马关于不同普鲁士单独签订媾和条约的承诺，同普鲁士国王腓特烈签订了和约，不仅许诺要归还俄军占领的全部土地，而且要与普鲁士联合兵力去攻打与俄国毫无利害关系的丹麦王国。他甚至在酒宴上，当着众臣的面，醉醺醺地对普鲁士公使说：“你可以转告你的国王，让我替他效力，我感到不胜荣幸。只要他一声令下，我将亲率我的整个帝国军队甚至到冥府作战。”他还下令，在俄军中强制实行普鲁士的军纪，要军人改穿普鲁士军人的服装，扬言要解散宫廷禁卫军，由普鲁士军人取而代之。这些荒唐之举，不仅激怒了军队，更引起了贵族的愤懑。他们认为，彼得似乎不是俄国的君主，倒更像普鲁士人的“奸细”。
彼得三世的所作所为，以及贵族和军队的所求所想，叶卡特琳娜二世早已通过其亲信、党羽了解得一清二楚。她不再犹虑了，她觉得应该孤注一掷，立刻行动，取代丈夫的帝位。1762年6月28日拂晓，她在禁卫军军官奥尔洛夫兄弟、哥萨克首领拉祖莫夫斯基、普列奥布拉仁斯基军团部分军官的策划和拥戴下，趁彼得三世去前线视察军队的机会，突然在彼得堡发动了宫廷政变。政变成功得出人意料的顺利，几乎没费一枪一弹，首都的整个军队在一天之内就倒向了她的一边，贵族、廷臣和神甫也纷纷匍匐在她的脚下。6月9日，彼得三世在前线被逮捕，7月6日遭杀害。于是，33岁的叶卡特琳娜踩着丈夫的尸体，登上了俄国沙皇的宝座，成了叶卡特琳娜二世。