Dù có tính cách mạng, chỉ dụ tháng 2 năm 1722 chỉ là bước đầu dẫn đến động thái gây chấn động: ngày 15 tháng 11 năm 1723 Pyotr Đại đế tuyên cáo rằng ông chính thức ban tước vị Nữ hoàng cho Ekaterina. Pyotr Đại đế đã có một quyết định nguy hiểm. Ekaterina lúc trước là một người hầu gốc Latvia bị Nga bắt. Liệu bà có thể mang vương miện mà ngự trên ngai vàng nước Nga? Dù bà không được chỉ định rõ ràng như thế, trước lễ đăng quang của bà Pyotr Đại đế đã nói với vài thượng nghị sĩ và lãnh đạo tôn giáo rằng Ekaterina được đăng quang để có quyền cai trị đất nước. Ông chờ xem có ai phản đối; ông không nghe ai nói gì.

Lễ đăng quang cho Ekaterina được tổ chức theo nghi thức lộng lẫy nhất vào ngày 7 tháng 1 năm 1724. Thượng viện, Công đồng giáo hội, tất cả quan chức và các nhà quý tộc các cấp đều nhận lệnh phải tham dự. Đám rước bên ngoài Kremlin gồm có 10.000 quân Cảnh vệ Hoàng gia và kỵ binh. Khi mọi quả chuông nhà thờ ở Moskva đồng loạt ngân vang và mọi khẩu pháo trong thành phố bắn chào mừng, Pyotr Đại đế và Ekaterina xuất hiện ở bậc trên cùng của Cầu thang Đỏ, theo sau là tất cả đại thần, thượng nghị sĩ, tướng lĩnh. Hai vợ chồng đứng ở đúng vào nơi mà, 42 năm trước, cậu bé Pyotr lên 10 và mẹ cậu đã đứng nhìn xuống đám Cấm vệ phản loạn. Rồi họ bước xuống các bậc của Cầu thang Đỏ, đi qua Công trường Đỏ và bước vào Thánh đường Thăng thiên. Hai chiếc ngai cẩn đá quý đã được đặt sẵn cho hai người.

Khi bước qua cửa chính của Thánh đường, Stephen Yavorsky, Giám hộ Tạm thời của Chính thống giáo và Tổng Giám mục Feofan Prokopovich cùng các nhà lãnh đạo tinh thần, trong trang phục giáo sĩ, đón tiếp hai người rồi đưa họ vào bên trong. Trong buổi lễ, Pyotr Đại đế đứng dậy và Yavorsky trình cho ông chiếc vương miện. Pyotr nhận lấy, quay sang cử tọa, cất cao lời tuyên bố đăng quang. Tự tay Pyotr đặt chiếc vương miện lên đầu Ekaterina. Pyotr trao cho Ekaterina quả cầu cắm thánh giá, nhưng – trong một động thái có ý nghĩa đặc biệt – tay ông vẫn cầm lấy vương trượng biểu trưng cho quyền lực tuyệt đối. Khi Pyotr đặt chiếc vương miện lên đầu Ekaterina, bà chảy nước mắt vì xúc động, quỳ trước mặt ông và định hôn bàn tay ông. Nhưng ông bước tránh ra, và khi bà định ôm lấy chân ông, ông nâng bà đứng lên.

Sau buổi lễ, Pyotr trở về cung điện nhưng Ekaterina đội vương miện một mình dẫn đầu đám rước đi từ Thánh đường Thăng thiên đến Thánh đường Archangel Michael để cầu nguyện kế nơi an nghỉ của các sa hoàng nước Nga, như theo truyền thống. Các tiệc chiêu đãi và ăn mừng tiếp diễn ở Moskva trong nhiều ngày.

Không có quy định rõ ràng về quyền hạn của Ekaterina và ý định của Pyotr Đại đế. Pyotr cho phép bà phong bá tước cho Pyotr Andreyevich Tolstoy, và tước vị này được truyền cho đến nhà văn nổi tiếng Leo Tolstoy. Nhưng quyền hạn của Ekaterina trong những vụ việc khác tương tự bị giới hạn. Không ai biết chắc Pyotr có ý định như thế nào. Có lẽ ông vẫn chưa quyết định rõ ràng ngay cả khi đang hấp hối. Nhưng có điều chắc rằng ông muốn đảm bảo địa vị quan trọng của Ekaterina – có lẽ để làm phụ chính cho một trong các con gái của ông. Pyotr thừa hiểu rằng không thể ban phát ngai vàng cho bất cứ ai như là phần thưởng của lòng trung thành và thương yêu. Người mang vương miện phải có năng lực, óc khôn ngoan và kinh nghiệm. Ekaterina có phẩm chất theo chiều hướng khác.[cần dẫn nguồn]