Удивительно, что после этого великая княгиня обратилась к императору с просьбой помиловать убийцу своего мужа. Елизавета Федоровна приняла решение посвятить всю оставшуюся жизнь служению Богу и людям. На свои средства она (продала даже драгоценности) организовала в Москве уникальную обитель – сестринское братство, которая официально называлась Марфо-Мариинская обитель крестовых сестер Любви и Милосердия в Москве. На Ордынке великая княгиня купила большой участок земли. Здесь по проекту талантливого архитектора А.В. Щусева поднялся чудесный храм в неорусском стиле, который по просьбе самой Елизаветы Федоровны расписал чудными фресками Михаил Васильевич Нестеров. В стенах обители находились, помимо храмов и сестринских палат, больница, детский приют, библиотека. В 1910 г. Марфо-Мариинская обитель официально начала свою деятельность, а Елизавета Федоровна стала ее настоятельницей, не принимая монашеского пострига.
Как пишет историк: «Елизавета Федоровна жила чрезвычайно скромно, даже аскетично, нередко проводила целые ночи у постели больных, сама делала перевязки и ухаживала за увечными. Спала она на голых досках, иногда не больше трех-четырех часов в сутки, строго соблюдала посты, причем в последние годы вообще ограничила свой стол одним блюдом из овощей. Она все делала сама, не требуя никакой помощи, а щедро даря ее ближнему. В госпитале выполняла самые сложные и ответственные дела, нередко ассистировала при операциях, а сами врачи, дежурившие в обители, иной раз просили ее помочь им при операциях и в других больницах. Для своих крестовых сестер Елизавета Федоровна организовала медицинские курсы. Ее больница стала образцовой, и часто туда направляли наиболее тяжелых больных из других московских лечебниц».
Наступили тяжелые «февральские дни» 1917 г., обстановка накалялась. Представители Временного правительства уговаривали ее перебраться в Кремль, но Елизавета Федоровна четко отвечала: «Я выехала из Кремля не с тем, чтобы вновь быть загнанной туда революционной силой. Если вам трудно охранять меня, прошу вас отказаться от всякой к этому попытки».
Она осталась в Москве, и после октябрьских событий германский император Вильгельм II, который когда-то любил ее, дважды – в февральский период и после Октября – предлагал ей уехать из России. Но она отказалась, сославшись на то, что не может и не имеет право бросить обитель, сестер и то дело, которому посвятила жизнь.
На третий день Пасхи, когда ее арестовали, в главном храме обители служил сам Патриарх Тихон. Через полчаса после его отъезда нагрянули красноармейцы, давшие великой княгине всего полчаса на сборы. Елизавета Федоровна успела лишь собрать сестер в храме, поблагодарила их за самоотверженную работу