Родился 14 января 1850 года в Санкт-Петербурге в семье императора Александра II и императрицы Марии Александровны. С 1860 года проходил морскую практику на различных кораблях, под руководством своего воспитателя, адмирала Посьета. 

В 1871 году был назначен старшим офицером на фрегат «Светлана», на котором совершил плавание в Северную Америку, обогнул мыс Доброй Надежды и, посетив Китай и Японию, 5 декабря 1872 года прибыл во Владивосток, откуда вернулся сухим путём через Сибирь. С 1873 года командовал Гвардейским флотским экипажем. Как член кораблестроительного и артиллерийского отделения морского технического комитета, принимал участие в деятельности морского ведомства.

Во время русско-турецкой войны 1877—1878 годов был назначен начальником морских команд на Дунае. Принял участие в военных действиях; сооружал переправу через Дунай. 9 июня 1877 года произведён в контр-адмиралы, а 26 февраля 1882 года — вице-адмиралы.

1 января 1881 года был назначен членом Государственного совета. 13 июля того же года — Главным начальником флота и Морского ведомства с правами генерал-адмирала и председателем Адмиралтейств-совета. 15 мая 1883 года пожалован в генерал-адмиралы. 1 января 1888 года произведён в адмиралы.

В конце русско-японской войны, после Цусимского разгрома русского флота, добровольно подал в отставку и 2 июня 1905 года уволен со всех морских постов. 

Шеф Морского кадетского корпуса, 5-го флотского экипажа, лейб-гвардии Московского полка, 37-го пехотного Екатеринбургского полка, 77-го пехотного Тенгинского полка и 17-го Восточно-Сибирского стрелкового полка. 

Умер 14 ноября 1908 года в Париже. Похоронен в Новой Усыпальнице при Петропавловском соборе в Санкт-Петербурге.