После назначения Сергея Александровича московским генерал-губернатором Елизавета Федоровна переехала вместе с ним в Москву. Жители Москвы скоро оценили ее милосердное сердце. Здесь она организовала Елизаветинское благотворительное общество, возглавила Красный Крест. Она ходила по больницам для бедных, в богадельни, в приюты для беспризорных детей. И везде старалась облегчить страдания людей: раздавала еду, одежду, деньги, улучшала условия жизни несчастных.
18 февраля 1905 года произошла трагедия, изменившая всю дальнейшую жизнь Елизаветы Федоровны. От взрыва бомбы, брошенной революционером, погиб ее муж. Еще минуту назад он, простившись с ней, сел в карету. Кинувшись к месту взрыва, Елизавета Федоровна увидела ужасающую картину. Собрав свои последние силы, Елизавета начала собирать и класть на носилки части тела горячо любимого мужа. В этот день она не проронила ни слова, лишь слезы капали из ее глаз. Она несколько раз справлялась о состоянии раненого кучера Сергея Александровича. Ей сказали, что положение кучера безнадежно и он может скоро умереть. Чтобы не огорчить умирающего, Елизавета Федоровна сняла с себя траурное платье, надела то же самое голубое, в котором была до этого, и поехала в госпиталь. Там, склонившись над постелью умирающего, она, пересилив себя, улыбнулась ему ласково и сказала: «Он направил меня к вам». Успокоенный ее словами, думая, что Сергей Александрович жив, преданный кучер Ефим скончался в ту же ночь. На третий день после гибели мужа она поехала в тюрьму к убийце, желая только одного — чтобы тот раскаялся. Со своей стороны Елизавета подала императору прошение о помиловании убийцы, но оно не было удовлетворено. Греческая королева Ольга, двоюродная сестра убитого великого князя, писала: «Это чудная, святая женщина — она, видно, достойна тяжелого креста, поднимающего ее все выше и выше!»