叶卡捷琳娜的情人众多，其中最著名的是近卫军军官格利高里·奥尔洛夫。他帮助叶卡捷琳娜实现了政变企图。他也是叶卡捷琳娜的次子阿列克谢的生父。

叶卡捷琳娜的另一个著名情人是格利高里·波将金，他因“波将金村”（指为了粉饰太平而人工制造的布景式繁华景象）的典故为世人所熟知。

叶卡捷琳娜生有两个儿子。长子保罗·彼得罗维奇出生于1754年，后来成为沙皇保罗一世。有谣传说他是叶卡捷琳娜与朝臣格利哥里·奥洛夫的私生子，但传闻站不住脚，因为保罗·彼得罗维奇无论相貌性格简直是其父彼得三世·费奥多罗维奇的翻版，彼得三世也并非传闻那样不能生育，曾与一情人有私生子。因为保罗太像彼得三世·费奥多罗维奇，所以叶卡捷琳娜二世十分讨厌他。伊丽莎白女沙皇对保罗是私生子的说法并不介意，并说“如果他真是私生子，那也不是我们家族中的头一个”。

次子阿列克谢·格里戈里耶维奇·博布林斯基出生于1762年，生父为格利哥里·奥洛夫，出生后被立即送往侍从瓦西里·施库林家中抚养（施库林曾在孩子出生时把自己的住处付之一炬，以分散彼得三世皇帝的注意），他的出生成为彼得三世意图废后与叶卡捷琳娜皇后发动政变的导火索，阿列克谢长大后成为俄罗斯帝国少将军官，俄罗斯著名的制糖世家博布林斯基家族的奠基人。施库林也因此被叶卡捷琳娜封为侍从长，儿子后来成为俄军中将，两个女儿成为宫廷女官。

女儿安娜·彼得罗夫娜出生于1757年，当时是皇储的彼得·费多罗维奇大公对女儿的出生表现得十分冷淡，表示这不是他的亲生女儿，但这个孩子毕竟是夫妇二人名义上的合法子女，因此被封为女大公，宫廷上下都对女大公的生父到底是谁表示怀疑，但还是在伊丽莎白女皇的主导下被认定为皇室血脉。1759年，安娜·彼得罗夫娜女大公因病夭折，年仅1岁4个月。

伊丽莎白·波将金娜，塔夫里达公爵波将金之女，生母疑似叶卡捷琳娜二世。

在日常生活方面，女皇作息十分有规律，并且待人和善。几乎所有伺候过她的内命妇都对她的人品交口称赞。叶卡捷琳娜有一位外国厨师，他做的饭菜并不适合女皇的胃口，但女皇不忍心辞退他，因此忍受了好长时间他的饭菜。某晚她到大厅找人帮她送信，结果发现侍从们正在大厅打牌，结果她吩咐其中一个去送信，然后自己坐下来继续打。

 女皇曾有过很多情人，并且生下后代。未经证实的传闻说格里戈里·格里戈里耶维奇·奥尔洛夫是保罗一世的生父，但传闻站不住脚因为保罗一世无论相貌性格简直是其父彼得三世·费奥多罗维奇的翻版。因为保罗与彼得三世·费奥多罗维奇非常相似，所以叶卡捷琳娜十分讨厌保罗。但自从保罗生下了一个男孩（后来的亚历山大一世）后，却喜欢他（亚历山大）。她死前吩咐把一份诏书藏在首饰盒中，这份诏书很可能写着她死后王位的归属（可能是亚历山大），不幸的是这份遗诏被随即赶来的保罗大公烧毁。而后者成了俄国的新皇帝。

1801年，不得人心的保罗一世被刺杀，亚历山大大公继位，这便是号称“北方的斯芬克斯”的亚历山大一世。于是，女皇的最后一个预言也实现了。

叶卡捷琳娜一生有很多情人，据研究叶卡捷琳娜生平的学者巴尔杰涅夫统计，叶卡捷琳娜的情人有23人，其中最著名的就是萨尔特科夫、波尼亚托夫斯基（后来担任波兰国王）、奥尔洛夫（后来被封为伯爵）、瓦西里奇科夫（骑兵将军）、波将金（最后被封为公爵）、佐里奇（被封为男爵）、兰斯科伊（男爵）、祖波夫（官至将军）等人。

除波将金以外，其他情人都没有对俄罗斯的政治军事和经济文化发展产生重大影响。叶卡捷琳娜的长子是保罗（虽然有人怀疑是叶卡捷琳娜和格里戈里·格里戈里耶维奇·奥尔洛夫的孩子，其生父历史界认为是彼得三世·费奥多罗维奇），次子阿列克谢·博布林斯基（与格里戈里·格里戈里耶维奇·奥尔洛夫所生），长女安娜（可能是与波尼亚托夫斯基所生）早年夭折，次女伊丽莎白·波将金娜（疑似与波将金所生）。

1796年，叶卡捷琳娜逝世，她的遗言是：“假如我能活到200岁，欧洲全部就会落到俄国脚下，我要建立一个包括六个都城的大帝国，它包括彼得堡、柏林、维也纳、巴黎、君士坦丁堡、阿拉斯特罕，把我孙子取名为亚历山大吧，我希望他像马其顿的亚历山大大帝一样，建立一个横跨欧亚的大俄罗斯帝国。”

从1792年起，叶卡捷琳娜患病，健康状况急剧恶化。波将金逝世对她的打击很大，此外第三次瓜分波兰和对土耳其的战争使她消耗了大量精力。

1796年9月，叶卡捷琳娜病倒，卧床不起。11月6日凌晨，叶卡捷琳娜二世病逝，享年67岁。长子保罗继位，史称保罗一世。