Вскоре после возвращения домой наследник был отправлен в более длительное путешествие, теперь уже по Европе (2 мая 1838 — 23 июня 1839 гг.). Николай I и в этом случае снабдил сына инструкцией, которая раскрывает единый замысел обоих путешествий: «Ты покажешься в свет чужеземный с той же отчасти целью, т.е. узнать и запастись впечатлениями, но уже богатый знакомством с родной стороной; и видимое будешь беспристрастно сравнивать, без всякого предубеждения». А далее следовали четкие установки на восприятие увиденного: «Многое тебя прельстит; но при ближайшем рассмотрении ты убедишься, что не все заслуживает подражания и что много достойное уважения там, где есть, к нам приложимо быть не может; мы должны всегда сохранять нашу национальность, наш отпечаток, и горе нам, ежели от него отстанем; в нем наша сила, наше спасение, наша неповторимость». Но это, однако, не означало, что можно остаться равнодушным или пренебрежительным к увиденному в каждом государстве. Напротив, предстояло узнать много полезного и часто драгоценного, что следовало взять «в запас для возможного подражания». Наставляя сына быть приветливым со всеми, сдержанным в своих суждениях, исключающих всякие политические, Николай I требовал (оставаясь верен своим симпатиям и принципам): «…будь особенно ласков к военным, оказывая везде войскам должное уважение, предпочтительно перед прочими».

Помимо этой общей инструкции Николай I посылал сыну в течение путешествия еще и «наставления». Особенно интересно предназначенное к пребыванию в Вене, полученное в феврале 1839 года. «Венское поприще» император считал наиболее важным и трудным в Европе для цесаревича. Австрийского императора он называет «петухом» и велит сыну: «Ты обязан, однако, тщательно скрывать, какое он на тебя произведет впечатление». Среди других характеристик особое значение придается Меттерниху. «Умный, толковый, необходимый, любезный, скучный и забавный, мошенник и враг-супостат, но необходимый», — готовит Николай I своего сына к этой встрече. Но при всей авторитарности своей натуры он не ставил цели подавить и подчинить личность своего преемника. Настоятельно рекомендуя ему советоваться с сопровождавшими лицами, например Орловым и Татищевым, он вместе с тем писал: «…в особенности действуй по своему внутреннему влечению, помня мой совет».

Была и не высказанная в «Инструкции» главная цель путешествия — династическая. Наследнику уже исполнилось 20 лет, пришло время выбора невесты. А. Ф. Тютчева в своих воспоминаниях упоминает о наличии списка имеющихся для него в виду немецких принцесс. Сам наследник воспринимал предстоящее путешествие не без грусти. «Мне одному придется странствовать по белому свету», — писал он отцу после расставания и покорно добавлял, что смотрит на это «как на долг». В поспешности отъезда, в длительности путешествия, в тональности настроения цесаревича чувствовалось что-то затаенное, печальное, тревожное. Сохранившиеся в архивах личные материалы не дают ответа на возникающие вопросы о подлинных причинах, вынуждающих Николая I торопиться. Эти исчезнувшие или уничтоженные материалы «собственной библиотеки» Романовых в 1919 г. еще были доступны и использовались историком А. Н. Савиным в его специальном исследовании истории сватовства наследника. Эта сейчас уже забытая публикация, к которой с 1920-х годов никогда не обращались историки, позволяет воссоздать страницы жизни великого князя Александра Николаевича, определившие его личную судьбу.

Император и императрица очень торопились отправить сына за границу, чтобы определиться с невестой и поскорее женить. И у них были серьезные основания спешить: старший сын вырос влюбчивый и слабохарактерный, легко поддавался под нежелательные родителям влияния. В мае 1838 г. пришлось торопливо увозить его за границу, чтобы оторвать от пленившей его фрейлины Ольги Осиповны Калиновской и изолировать от влияния дяди великого князя — Михаила Павловича. В июне 1838 г. Николай Павлович очень тревожится и пишет жене, лечившейся в Германии, о своей беседе со старшей дочерью Магу по поводу Саши: «Мы говорили также о Саше, и она, как и я, говорит, что он часто обнаруживает большую слабость характера и легко дает себя увлечь. Я все время надеюсь, что это пройдет с возрастом, так как основы его характера настолько хороши, что с этой стороны можно ожидать многого; однако, безусловно, необходимо, чтобы у него были более крепкие нервы; без этого он пропал, ибо его работа будет не легче моей, а что меня спасает? Конечно, не умение, я простой человек, — но надежда на Бога и твердая воля действовать, вот и все». Родители не говорили сыну прямо, что они надолго усылают его за границу, чтобы прекратить роман с Калиновской. Но он это ясно чувствовал и 13/15 августа 1838 г. послал отцу из Эмса длинное покаянное письмо, признаваясь в своей запретной любви и извиняясь, что не открыл свое сердце родителям, а только дяде — Михаилу Павловичу. Он писал отцу: «Я „…“ не чувствую себя способным привязаться к другому лицу, знаю, однако, что перед отечеством своим обязан вступить в брак, но время еще терпит»; Ольгу Калиновскую он просил отца не обижать. В своем незамедлительном ответе отец выражал надежду на помощь Бога в «душевном исцелении» и обещал по-прежнему любить «Осиповну, как милую девушку».

За время путешествия наследник посетил сначала вместе с отцом Берлин и Стокгольм, а затем по «наставлению» отца — Швецию, Данию, Ганноверское королевство, Гессен-Кассель, герцогство Нассауское, Великое герцогство Саксен-Веймарское, Пруссию, Баварию, Тироль, Ломбардо-Венецианское королевство, Тоскану, Рим, Неаполь, Сардинию, Австрию, Вюртембергское королевство, Великое герцогство Баденское и Гессенское, Рейнские провинции Пруссии, Голландию, Англию — в общем, почти все страны Европы, за исключением Франции и государств Пиренейского полуострова. Обращает внимание множественность итальянских и немецких государств — объединение Италии и деятельность Бисмарка по сплочению Германии еще впереди. За время путешествия наследник российского престола получил массу орденов и дипломов: почетного члена Датской Академии изящных искусств, Римской Академии итальянской литературы, диплом доктора права Оксфордского университета и другие. Это пополнило пестрый список российских почестей: канцлер Александровского университета в Финляндии с 1825 г., почетный член Императорской Академии наук с 1837 г. и другие.