Ich pierwszą nauczycielką angielskiego była guwernantka Margaret Eager, co sprawiło, że posługiwały się tym językiem z wyraźnym akcentem irlandzkim.
Zgodnie z tradycją wielkie księżne uczyły się jedynie w domu; ich matka żywo interesowała się ich edukacją. Ponadto dziewczęta od najmłodszych lat były wdrażane do regularnego uczestnictwa w nabożeństwach prawosławnych i lektury literatury religijnej. Tatiana najczęściej ze wszystkich sióstr czytała książki teologiczne, co dla niektórych dworzan było dowodem jej głębokiej wiary. Inni byli zdania, że dziewczyna starała się w ten sposób jedynie spełnić oczekiwania głęboko religijnej matki.
Mossołow w swoich wspomnieniach twierdzi, że wszystkie cztery siostry były bardzo uzdolnione i gdyby chodziły do szkoły publicznej, z pewnością należałyby do najlepszych uczennic. Oprócz języków obcych Tatiana uczyła się również gry w tenisa, gry na fortepianie i rysunku, jednak nie przejawiała szczególnego zainteresowania żadnym z tych zajęć. Interesowała się natomiast modą i dbała o własny elegancki wygląd, chętnie sama szyła i haftowała. Zgodnie z życzeniem matki prowadziła pamiętniki, z których większość spaliła po wyjeździe do Tobolska, podobnie jak Olga. Tatiana – najbardziej z sióstr – przypominała charakterem swoją matkę, najlepiej ją rozumiała i najchętniej spędzała z nią czas.