彼得同葉卡捷琳娜自從婚後就一直各有各玩,直到婚後9年先至誕下一子保羅(後來嘅保羅一世)。
根據葉卡捷琳娜日後嘅回憶錄,保羅乃係佢同情人謝爾蓋.薩爾特科夫所出,但保羅長大後無論長相同性格都酷似彼得三世。所以亦有分析認為葉卡捷琳娜係出於對彼得嘅憎恨而故意歪曲事實。
彼得三世即位後首批推行嘅政策出乎意料地頗受好評,佢廢除咗彼得大帝嘅貴族服役制度同埋減輕鹽稅。
但佢嘅外交政策則完全被普魯士大使所主導,令曾經同普魯士喺沙場上血戰嘅軍人大為不滿,而佢意圖解散近衛軍嘅傳言更加惹嚟佢哋嘅忌恨。
葉卡捷琳娜嘅主要支持者包括佢嘅情夫,近衛軍將領格里高利·奧爾洛夫同埋奧爾洛夫嘅幾個親兄弟,佢哋都喺軍中都頗有聲望。
作為一個謹慎嘅政治家,葉卡捷琳娜正在慢慢尋找一個合適嘅時機下手。而另一方面,彼得三世根本就無將葉卡捷琳娜放在眼內,對即將來到的政變風暴毫無察覺。儘管彼得三世手下的人多次向佢密報政變陰謀,但佢依舊闊佬懶理。
但係喺形勢逼迫下,葉卡捷琳娜終須要作出決斷。
1762年7月,葉卡捷琳娜得知彼得逮捕咗佢嘅一個同謀,喺擔心計劃暴露下佢決定馬上起事。襯住彼得三世前往奧拉寧鮑姆出席一個慶祝活動嘅時候,葉卡捷琳娜馬上離開宮殿,前往近衛軍團處發表演講,號召士兵保護自己。當時佢發現自己嘅軍刀欠缺了穗子,而一名醒目嘅下級軍官趕忙遞上,佢就係日後成為女皇葉卡捷琳娜情夫嘅名臣普譚金。
葉卡捷琳娜好似司馬懿咁發動咗俄國版嘅高平陵事變,佢帶住近衛軍向奧拉寧鮑姆進發,捉拿彼得三世。
彼得三世得知政變發生,頓時驚慌失措。手下建議佢逃往喀琅施塔德,率領忠於佢嘅軍隊同埋向普魯士借兵,向聖彼得堡反攻。
但係同曹爽一樣蠢如豚犢嘅彼得三世拒絕咗呢個建議,佢初時想指揮佢隊柴娃娃荷爾施泰因軍團,喺一座平時用嚟訓練嘅木製城堡死守。後嚟聽見葉卡捷琳娜帶領精鋭前來,又改變主意,帶住情婦同手下慌忙逃去喀琅施塔德。
但當佢到達喀琅施塔德,先發現當地駐軍已經向葉卡捷琳娜宣誓效忠。彼得三世眼見大勢而去,連逃亡普魯士都放棄,向葉卡捷琳娜投降,簽署退位詔書。
一個星期後,彼得三世喺聖彼得堡市郊嘅羅普舒被殺,死因至今不明。(可能係被毒死、勒死),葉卡捷琳娜對外宣稱係痔瘡爆發而死
。
皇后葉卡捷琳娜繼位,是為葉卡捷琳娜二世。