Алексей родился 18 февраля 1690 года – когда его отец только официально вступил во власть, но ею не пользовался, продолжая заниматься своими потехами, колеся по России. Уделять внимание нелюбимой молодой жене и родившемуся сыну у царя «не хватало времени». К тому же вскоре в душу царя вошла иностранка, красавица Анна Моне. Царя к ней тянуло каждую свободную минуту. Но в России существовали традиции, от которых в господствующих сословиях не отходили. В трех-четырехлетнем возрасте ребенку приводили учителя-воспитателя. Таким учителем Алексея стал Никифор Вяземский, который начал обучать царевича грамматике. Одновременно бабушка и мать водили ребенка в церковь, где он буквально впитывал православные традиции, а православные каноны разъяснял ему духовник, священник Яков Игнатьев.
В 1696 году умирает Наталья Кирилловна, изо всех сил сохранявшая брак сына Петра с Евдокией. После ее смерти царь решает расстаться с царицей и отправить ее в монастырь. Находясь в составе Великого посольства за границей, в письмах ко Льву Нарышкину и Стрешневу Петр поручает им уговорить царицу добровольно уйти в монастырь. Аналогичное письмо он шлет и духовнику царицы. Однако она, как пишет царю Стрешнев, «упрямится», т. е. отказывается это сделать. Возвратившись из-за границы, Петр, призвав к себе царицу, заявил ей: «Как смела ты ослушаться, когда я приказывал неоднократно письмами отойти в монастырь, и кто тебя научил противиться?» Царица отвечала, что на ее попечении находился малолетний сын и она не могла его оставить. Вероятно, такое объяснение не удовлетворило царя. Через три недели после этого разговора Евдокию силой повезли в Суздаль и заключили в женском Покровском монастыре, там, где почти 200 лет назад оказалась Соломония Сабурова, супруга великого князя Московского Василия III. Через некоторое время здесь ее насильственно постригли в монахини.
При пострижении царицы царевичу Алексею исполнилось уже восемь лет. Это был возраст, когда ребенок начинает понимать, что происходит между родителями. В это время ребенок выбирает сторону отца или матери. Занятый внедрением реформ и подготовкой к войне с северным соседом, отец оставил сына без внимания. Родственники же царицы и недовольные преобразованиями царя не упустили своего шанса. По Москве стали распространяться различные слухи о нравственном поведении Петра: «Что это за царь? Жену в монастырь постриг насильно, а сам с немкой живет!» Своим поступком Петр нарушал православные традиции русского народа и церковные правила, согласно которым только церковь занималась вопросами развода, а не царь. Возможно, насильственный разрыв Петра с Евдокией, происходивший на глазах Алексея, сильно ударил по психике мальчика, возбудил в нем неприязнь к отцу, что сказывалось до конца его жизни.
Известно, что не все сподвижники Петра разделяли его увлечения преобразованиями и слабым полом. Среди них мы видим Дмитрия Михайловича Голицына и Бориса Петровича Шереметева. Тем более неприязненно смотрели на эти увлечения те, кто не попал в царское окружение. По давней русской традиции, они делали ставку на наследника престола. Так вокруг Алексея формировалась группа (партия) верных ему людей. Во время его проживания в Москве или Преображенском рядом с царевичем находились Нарышкины (Василий и Михаил Григорьевичи, Алексей и Иван Ивановичи), Вяземские (учитель Никифор, Сергей, Лев, Петр, Андрей), домоправитель, муж кормилицы царевича Колычев, крутицкий владыка Илларион, несколько священников и монахов. Вместе с Алексеем они веселились, молились, осуждали дела Петра, вместе охали над невзгодами своего времени. Позже к ним присоединился главный интендант Адмиралтейства А. В. Кикин.
В образе жизни Алексея мы видим многие повторения из жизни отца. Приятельская компания царевича называется собором. Каждый из них имел свою кличку (отец Корова, отец Иуда, Ад, господин Засыпка, Захлюстка, Молох, Бритый, Грач и прочие). Друзья не возражали против хороших гулянок и попоек. «Мы вчера веселились изрядно, – писал царевич своему духовнику. – Отец мой духовный Чиж чуть жив отошел до дому, поддержим сыном». В другом письме царевича к тому же духовнику Алексей Нарышкин сделал такую приписку: «Не оставь в молитвах своих меня и писанием, мы здесь зело в молитвенных подвигах пребываем; я уже третий день почитай не маливался и главный наш не умножает». Алексея все больше тянет к церкви, к ее уставам, к ее обрядам, к ее служителям, ко всему православно-религиозному; он совсем не хочет изучать светские науки, чего требует от него отец. (Посещать богослужения любил и Петр. Главное, Петр ставил светскую власть выше церковной.) В конце концов в Алексее сформировалось новое, отличное от отца, мировоззрение, понимание сущности, целей и задач Российского государства. Алексей не любил ни войны, ни военщины, он не пленялся завоеваниями и приобретениями, его идеалом оставались мир и покой, т. е. то, что проповедовали церковнослужители. Одним словом, все, что любил отец, должно было стать противно сыну, и все, что ненавидел отец, тянуло к себе сердце сына. Так два близких человека оказались по разные стороны «баррикады».
Видя, что сын без особого интереса и охоты относится к его преобразованиям, Петр старается переломить это в его характере. В конце 1706 года, находясь с войсками в Польше, царь получил известие от сестры Натальи, где говорилось, что царевич нарушил запрет отца и ездил в Суздаль к матери. Петр немедленно вызвал сына к себе и строго поговорил с ним. Вскоре произошла новая беседа. Чтобы сгладить гнев отца, царевич обратился за помощью к Екатерине. Та помогла царевичу, хотя понимала, что он ей если и не враг, то по крайней мере соперник за царский престол. (Алексей являлся единственным наследником престола, а Екатерина не состояла в браке с царем.) В дальнейшем царь давал сыну различные поручения, пытался вызвать у сына интерес к своим делам. В 1708 году царь поручил Алексею провести набор рекрутов в Смоленске. Сын без особой охоты выполнил поручение, приведя пять полков к отцу в Сумы.
Разлучившись с духовником Яковом Игнатьевым в 1710 году, по случаю своей поездки за границу, совершенной по приказанию Петра, Алексей писал духовнику: «Не имею во всем Российском государстве такого друга и скорби о разлучении кроме вас, Бог свидетель… аще бы вам переселение от здешних к будущему случилось, то уже мне весьма в Российском государстве не желательно возвращение, паче же мне и оскорбление что вас не видети, где преж сего видел…» Духовнику царевич открывал свои заветные чувства как к отцу, так и к матери. Позже на допросе царевич показал, что сознался духовнику в том, что желает родительской смерти. Яков на это отвечал: «Бог тебя простит; а мы все желаем ему смерти для того, что в народе тягости много».