Tras su matrimonio, adoptó el nombre de Yelizaveta Alexéievna (en ruso: Елизавета Алексеевна).

Isabel se casó entonces con el gran duque Alejandro Pávlovich -futuro Alejandro I de Rusia- el 9 de octubre de 1793 en el Palacio de Invierno (San Petersburgo), cuando tenía catorce años y Alejandro diecisiete.

Alejandro e Isabel tuvieron dos hijas: Después de la muerte de la menor de sus hijas, Alejandro I dijo que no deberían tener más hijos, ya que esa era la voluntad de Dios.

Cuando Alejandro comenzó una relación con la princesa María Narýshkina (1779-1854), con la que tuvo varios hijos, Isabel también tomó un amante, el príncipe Adam Jerzy Czartoryski (amigo de Alejandro).

Al final de sus vidas, Alejandro e Isabel volverían a acercarse.