Under Katarina den Stora fortsatte Rysslands antisvenska allians med Danmark och Norge. Den svenska kungamaktens svaghet betraktades av Katarina som en förutsättning för fred. När man i Sverige började diskutera ett stärkande av kungamakten slöt hon ett avtal med Danmark, där det hette att varje förändring i den svenska konstitutionen skulle betraktas som en aggressionshandling . Eftersom kronprins Gustav var den främste tillskyndaren av en ändrad konstitution blev hans relationer med Katarina frostiga från första början.
Men Gustav gjorde i alla fall ett besök i Petersburg i juni 1777 och överlämnade bland hedersgåvorna också en kopia av sitt finaste porträtt, målat av Alexander Roslin, som två år på Katarinas inbjudan verkade i Ryssland. Men Gustav var inte den typ som tilltalade tsaritsan och porträttet förvisades snart till Smolnyjklostret. Samtidigt visade hon Gustav stor uppmärksamhet och den svenske kungen skrev entusiastiska brev till sin bror hertig Karl. Gustav överdrev starkt det intryck han trott sig ha gjort på Katarina, en mästarinna på att hyckla. Men relationerna förbättrades och 1780 ingicks ett neutralitetsfördrag. Gustav skrev i ett brev att han litade mer på Rysslands ärlighet än på Danmarks.
Katarina visade i olika sammanhang sitt förakt för den feminine Gustav. För att göra Gustav lycklig, skrev hon en gång, är det tillräckligt att sätta honom framför en spegel så att han kan njuta av sin egen spegelbild. Hösten 1787 försämrades de svensk -ryska relationerna. En av orsakerna var den ryske stockholmsambassadören Sergej Razumovskijs överlägsna uttalanden. 1788 beslöt Gustav III trots sina amiralers protester att göra ett flottanfall mot Ryssland. Men slaget vid Hoogland slutade oavgjort. När det kungafientliga Anjalaförbundet bildades i augusti 1788 uppfattades det i Ryssland som ett uttryck för underdånighet under Katarina den Stora. Det gav Gustav förevändning att anklaga tsaritsan för att blanda sig i landets inre angelägenheter. Han kallade henne ”Nordens Semiramis” (efter den assyriska drottning som inte bara blev berömd för sina hängande trädgårdar utan också för krigståg mot sina grannar).
Katarina i sin tur dolde inte sitt förakt för Gustav, hon skrev rentav texten till en opera, ”Gore- bogatyr Kosomerovitj” (Den ömkliga hjälten K.) där hon gjorde narr av kungen. 1790 lyckades ryssarna stänga in hela svenska flottan tillsammans med kungen vid Viborg och man ställde in sig på att invänta svenskarnas kapitulation. Men svenskarna lyckades bryta sig ut, det s.k. Viborgska gatloppet. En månad senare slöts fred. Dagen efter fredsfördraget skickade Gustav ett brev till Katarina där han på nytt kallade henne för ”madam, syster och kusin” och uttryckte en önskan att förnya den vänskap, som stod hans hjärta så nära. Katarina svarade välvilligt men ganska kyligt. Gustav framlade planer på ett äktenskap mellan hans son och ett av Katarinas barnbarn, men planerna gick i stöpet när kungen dog.