Занятая делами Смольного института, Нелидова бывала при дворе нечасто, а потому узнала о перемене в её жизни несколько позже, когда Павел изгнал из Петербурга за какое-то не понравившееся ему высказывание её ближайшую подругу еще по Смольному институту — графиню Наталью Александровну Буксгевден (урожденную Алексееву). Наталья Александровна уехала в принадлежавший её мужу замок Лоде в Прибалтике. Екатерина Ивановна в такой ситуации не могла оставаться ни во дворце, ни в Смольном институте, а потому вынуждена была последовать за своей подругой. Она вернулась в Смольный в 1800 году, когда узнала, что Анна Петровна Лопухина с рыцарского благословения Павла I вышла замуж за князя П. Г. Гагарина и выехала из Петербурга.
Гибель Павла I от рук заговорщиков, в числе которых был и его ближайший «друг» и фаворит Иван Павлович Кутайсов, потрясла Екатерину Ивановну. Она как-то сразу состарилась и поседела. Она продолжала работать в Смольном институте и дружить со вдовствующей императрицей Марией Феодоровной. Их сближала теперь только благотворительная деятельность «Учреждений императрицы Марии Феодоровны», в состав которых входило и Воспитательное общество благородных девиц — Смольный институт, начальницей которого была Екатерина Ивановна. В 1828 году скончалась Мария Феодоровна, и Екатерина Ивановна оказалась совершенно одинокой. Она доживала свой век в Смольном, продолжая традиции Воспитательного общества благородных девиц, заложенные Екатериной II, заботясь о своих воспитанницах-смолянках.
По воспоминаниям её современников, она сохранила живой проницательный ум и способность вести интересные беседы на волнующие её собеседников темы. Однако она утратила прежнюю мягкость, живость и приветливость и стала более славиться строгостью, принципиальностью и требовательностью к окружавшим её людям.
Последние её дни были скрашены заботой о ней её любимой племянницы — княгини Александры Александровны Трубецкой, на руках которой Екатерина Ивановна Нелидова и скончалась 2 января 1839 года. Тело её было погребено на кладбище, находившемся рядом со Смольным институтом
Спустя месяц, в конце февраля 1799 года, князь Пётр Васильевич Лопухин с нисходящим потомством был пожалован титулом светлости и гербом с девизом «Благодать».
Камер-фрейлина Её Императорского Величества императрицы Марии Феодоровны — светлейшая княжна Анна Петровна Лопухина — должна была постоянно находиться во дворце, сопровождать императрицу и её семейство во время выходов, больших и малых, в паломничестве и загородных поездках. Поэтому Павел I имел возможность видеться со своей фавориткой почти ежедневно. Императрица Мария Феодоровна уже не переживала, видя влюблённость своего мужа. Она уже знала его рыцарский характер и верила, что его отношения с Анной Петровной нежны, но целомудренны. Супружеские отношения у императорской четы протекали нормально. К этому времени у них было уже 10 детей (Александр, Константин, Александра, Елена, Мария, Екатерина, Ольга, Анна, Николай и рождённый в 1798 году Михаил), и все они были живы. Правда, с появлением при дворе фаворитки Анны Петровны и удалением Екатерины Ивановны Нелидовой влияние Марии Феодоровны на мужа значительно ослабло.