Она родилась в 1729 году принцессой одного из крошечных немецких княжеств, Ангальт-Цербста, площадью около 1 тыс. км2 (что, например, в 2,5 раза меньше нынешних размеров Москвы). При крещении в лютеранской вере она получила имена София Августа Фредерика. Последнее из них стало основным, из которого возникло детское прозвище принцессы – Фике или Фигхен (сокращенное от Фредерикхен). Ее отец происходил из младшей ветви княжеского рода Асканиев, со Средних веков утвердившегося в восточных саксонских землях, на среднем течении реки Эльбы. После многочисленных семейных разделов владения князя Ангальт-Цербстского настолько измельчали, что не позволяли ему содержать двор и вести жизнь «достойную Государя», а заставляли искать службы при других дворах. Отец Фике поступил офицером в армию короля Пруссии и к моменту рождения дочери служил комендантом одной из крепостей на балтийском побережье.
Мать Фике представляла младшую линию одного из самых больших по численности княжеских домов Северной Германии – Ольденбургского, а именно его Гольштейн-Готторпскую ветвь. Голштинский герцог Петер Ульрих, будущий Петр III, также принадлежавший к этой династии, приходился матери своей будущей супруги двоюродным племянником. Иными словами, Петер Ульрих и Фике находились в троюродном родстве и встречались задолго до заключения брака на семейных собраниях. В 1742 году старший брат матери Фике был провозглашен наследником трона Швеции из-за того, что Петер Ульрих принял звание наследника престола Российской империи под именем великого князя Петра Федоровича и должен был отречься от своих прав на Швецию, которые имел, будучи внуком сестры шведского короля Карла XII. Пока Петер Ульрих претендовал на шведскую корону, Фике говорили, что ему для поддержки нужна будет супруга из более сильного европейского дома, но теперь троюродный брат рассматривался как самая значительная из всех предположенных для Фике партий (особенностью Голштейн-Готторпов было их стремление заключать браки внутри династии).
И действительно, спустя лишь год жизнь 14-летней немецкой принцессы решительным образом переменилась. Елизавета Петровна одобрила идею привезти Фике в Россию, чтобы выдать ее замуж за великого князя. В конце января 1744 года будущая Екатерина II впервые пересекла границу государства, которым ей предстояло править. В Риге ее встречал почетный караул: им командовал барон Мюнхгаузен – тот самый (Карл Фридрих Иероним!), действительно находившийся тогда на русской службе, что не раз упоминается в связанных с ним многочисленных историях.
Мировоззрение Фике во многом складывалось уже в России. Если до приезда сюда у нее было вполне заурядное воспитание под руководством французской гувернантки, то, став невестой, а затем женой наследника российского трона, она получила в свое распоряжение значительное свободное время для самообразования. Чтение книг стало одним из главных ее занятий (наряду со страстью к верховой езде, о которой Екатерина не раз писала в своих «Записках»). В 15 лет она открывает для себя Цицерона, Плутарха и Шарля Луи де Монтескьё, в 17 лет способна предпочесть Вольтера чтению французских романов и вообще всячески подчеркивает свой «философический» склад ума и души. Таким образом французское Просвещение, с многими деятелями которого Екатерина позже будет поддерживать переписку, становится основой ее представлений о государственных и общественных отношениях, и эту свою черту она очень захочет потом передать своему внуку.
В России же перед ней стояла задача изучения русских обычаев. Ее учителями в этом выступили Василий Евдокимович Адодуров, адъюнкт Академии наук, создатель грамматики русского языка, и епископ Псковский и Нарвский Симон (Тодорский) – известный придворный проповедник, представитель просвещенного духовенства, учившийся в университете Галле и свободно знавший немецкий язык. Под руководством епископа Екатерина перешла из лютеранства в православие, получив свое новое имя. Любопытно, что между епископом Симоном и Адодуровым существовал незримый конфликт в борьбе за Екатерину: первый, будучи выходцем из украинского казачества, ставил ей в русском языке мягкое малороссийское произношение, тогда как родившийся в Новгороде Адодуров настаивал на твердом, великорусском. В итоге Екатерина сделала выбор в пользу последнего и именно так произнесла Символ веры во время торжественной церемонии принятия православия, чем вызвала полное одобрение императрицы Елизаветы Петровны.