Екатерина Романовна родилась в семье сенатора графа Романа Илларионовича Воронцова. Но с двухлетнего возраста, после смерти её матери, она воспитывалась в семье своего дяди графа Михаила Илларионовича Воронцова, который в царствование Елизаветы Петровны был видным государственным деятелем, дипломатом, государственным канцлером Российской империи. В своих «Записках» Екатерина Романовна дала такую характеристику своей фамилии и своему отцу: «Я не стану распространяться о фамилии своего отца. Древность ее и блистательные заслуги моих предков ставят имя Воронцовых на таком видном месте, что моей родовой гордости нечего больше желать в этом отношении. Граф Роман, мой отец, второй брат канцлера, был человек разгульный и в молодости лишился моей матери. Он мало занимался своими делами и потому охотно передал меня дяде. Этот добрый родич, признательный моей матери и любивший своего брата, с удовольствием меня принял».
Михаил Илларионович был женат на Анне Карловне Скавронской, двоюродной сестре Елизаветы Петровны, поэтому семью Воронцовых императрица считала себе родственной и принимала участие в её семейных делах, заботясь о племянниках-сиротах Михаила Илларионовича Она запросто приезжала к Воронцовым и часто приглашала их к себе в гости, в Царское Село. Тем более что графиня Анна Карловна имела придворное звание статс-дамы (1742), а затем получила высшее придворное дамское звание обер-гофмейстерины (1760) и была награждена орденом Св. Екатерины I степени (Большого креста).
У Екатерины Романовны были две сестры: Мария Романовна (в замужестве графиня Бутурлина) и Елизавета Романовна, камер-фрейлина, официальная фаворитка великого князя Петра Фёдоровича (Петра III), в замужестве Полянская. Но сёстры были старше Екатерины. После смерти их матери Елизавета Петровна назначила их ещё в детстве фрейлинами во дворец, где они и жили. С сёстрами Екатерина встречалась редко, почти совсем с ними не общалась. Своё воспитание и образование она получала вместе с дядиной дочерью. По тем временам для придворной жизни это было превосходное воспитание. Что касается образования, то Екатерина Романовна считала его недостаточным, хотя знала четыре языка, по-французски говорила свободно, хорошо танцевала и неплохо рисовала. Но она была неудовлетворена полученными знаниями и задавала себе вопрос: «Но что было сделано для образования характера и умственного развития?» И отвечала себе: «Ровно ничего». Хотя для придворной жизни такое образование считалось самым блестящим.
Екатерина Воронцова ещё в отроческих годах проявляла большую любознательность: всех, кто посещал дом её дяди, а это были политики, посланники, литераторы, артисты, она расспрашивала «о чужих краях, о формах правления и законах». Иногда она получала позволение своего дяди пересмотреть его старые дипломатические бумаги, и это соприкосновение с историческим прошлым российской дипломатии доставляло ей величайшее удовольствие. Но главное — она страстно любила читать книги. Она перечитала почти все книги из библиотеки дяди (а библиотека насчитывала около 900 томов), покупала новинки, поступавшие в книжные лавки, пользовалась любезностью Ивана Ивановича Шувалова, фаворита Елизаветы Петровны, который передавал ей все выписанные им новые книжные и журнальные поступления из Парижа. Это самообразование уже в юности сделало Екатерину Воронцову одной из самых образованных женщин России.
Знакомство с князем Михаилом (Кондратом) Дашковым и взаимная их приязнь были одобрены Елизаветой Петровной, и вскоре, в 1759 году, графиня Воронцова стала княгиней Дашковой и с этим именем вошла в историю России.
Зимой 1759 года Екатерина Романовна познакомилась с великой княгиней Екатериной Алексеевной. В «Записках княгини» этот факт был отмечен таким образом «Зимой также посетил и ужинал у нас великий князь, будущий потом Пётр III, с ею супругой, впоследствии Екатериной II. Благодаря многим посетителям моего дяди, я уже была известна великой княгине как молодая девушка, которая проводит почти всё своё время за учением, причем, разумеется, было прибавлено много и других лестных отзывов. Уважение, которым она впоследствии почтила меня, было результатом этой дружеской предупредительности; я отвечала на него с полным энтузиазмом и преданностью, которая потом бросила меня в такую непредвиденную сферу и имела большее или меньшее влияние на всю мою жизнь. В ту эпоху, о которой я говорю, наверное, можно сказать, что в России нельзя было найти и двух женщин, которые бы, подобно Екатерине и мне, серьезно занимались чтением; отсюда, между прочим, родилась наша взаимная привязанность, и так как великая княгиня обладала неотразимой прелестью, когда она хотела понравиться, легко представить, как она должна была увлечь меня, пятнадцатилетнее и необыкновенно впечатлительное существо».
Эта встреча оказалась для Дашковой судьбоносной. Великая княгиня стала для молодой княгини предметом восхищения и сердечной преданности, поэтому Екатерина Романовна приняла участие в перевороте с целью низвержения Петра III и возведения на престол его супруги Екатерины Алексеевны.
Несмотря на то, что великий князь Пётр Фёдорович (Пётр III) был крестным отцом Екатерины Дашковой, она, умная и очень наблюдательная, ещё девочкой поняла, что он глуп и не любит Россию. Она видела и понимала, что Елизавета Петровна, будучи уже на краю своей жизни, очень встревожена тем, что передаёт великую Россию недостойному наследнику, хоть и внуку Петра Великого. Однако что-либо предпринимать было уже поздно.
25 декабря 1761 года, в первый день Рождества Христова, Елизавета Петровна скончалась, и её необразованный, невоспитанный и неумный племянник, презрительно относящийся к России и к русским людям, стал государем императором Российской империи под именем Петра III.
Когда он стал императором, то его поведение, его высказывания окончательно убедили Дашкову, что такой император ни России, ни её народу не нужен, что императрица Екатерина Алексеевна, умная, весьма образованная и воспитанная, любящая Россию, достойна быть правительницей Российской империи и имеет право на правление хотя бы как мать несовершеннолетнего Наследника престола Павла Петровича. Екатерина Романовна знала, что так думает не только она, но и многие люди и среди придворных, и среди высшего света, но главное — среди офицерского состава самых привилегированных полков. Все были возмущены заключённым Петром III миром с Пруссией на самых унизительных для победившей России условиях и началом войны с Данией, войны, совершенно не нужной России.
Унижениям со стороны мужа-императора, которым стала подвергаться при дворе, причём прилюдно, императрица Екатерина Алексеевна, публичное изъявление его желания видеть императрицей свою фаворитку-любовницу Елизавету Романовну Воронцову (которую, кстати, он, как простолюдинку, называл просто «Романовной»), и намерение сослать в монастырь ненавистную ему Екатерину Алексеевну — всё это показывало, какая участь ждёт ту, которую Дашкова просто обожала и, как честный человек, считала своим долгом спасти. Тем более что многие «деяния» её крестного отца Петра III происходили у неё на глазах.
И Дашкова, приняв решение произвести, как она говорила, «революцию» и свергнуть Петра III с престола, стала искать соучастников задуманного ею заговора с целью посадить на трон императрицу Екатерину Алексеевну. Все, предпринятые ею меры, Дашкова описала в своих «Записках княгини»:
«После разлуки с мужем я не щадила никаких усилий, чтобы одушевить, вдохновить и укрепить мнения, благоприятные осуществлению задуманной реформы. Самыми доверенными и близкими ко мне людьми были друзья и родственники князя Дашкова: Пасек, Бредихин — капитан Преображенского полка, майор Рославлев и его брат, гвардейский измайловский капитан. ‹….› Как скоро определилась и окрепла моя идея о средствах хорошо организованного заговора, я начала думать о результате, присоединяя к моему плану некоторых из тех лиц, которые своим влиянием и авторитетом могли дать вес нашему делу. Между ними был маршал Разумовский, начальник измайловской гвардии, очень любимый своим корпусом». Услышав от английского посланника, что «гвардейцы обнаруживают расположение к восстанию, особенно за Датскую войну», Дашкова переговорила с некоторыми офицерами полка Разумовского — «с двумя Рославлевыми и Ласунским», затем вовлекла в заговор Панина, воспитателя великого князя Павла Петровича, который, впрочем, горел желанием посадить на трон своего питомца, а Екатерине Алексеевне отвести роль только регентши, но со свержением Петра III был совершенно согласен. Поговорив с Паниным напрямую, Екатерина Романовна открыла ему участников заговора, ею уже привлечённых к делу: двух Рославлевых, Ласунского, Пасека, Бредихина, Баскакова, Гетрофа, князей Барятинских и Орловых. «Он удивился и струсил, увидев, как далеко я зашла в своем предположении и притом без всякого предварительного переговора с Екатериной». Дашковой удалось уговорить Панина не афишировать в настоящее время его планы относительно Наследника, пока не сделаны реальные шаги.