Традиционной обязанностью русских императриц было покровительство раненым во время войны. После начала Первой мировой войны императрица Александра Федоровна активно занималась устройством госпиталей, формированием санитарных поездов и открытием складов, которые поставляли на передовые позиции и в лазареты белье, одежду, медикаменты, перевязочные материалы, продукты и т.п. К концу 1915 года в Царскосельском районе насчитывалось 77 лазаретов. Наиболее крупным был Дворцовый лазарет, переименованный позднее в Собственный Ея Величества лазарет, и лазарет Марии и Анастасии, находившийся в Федоровском городке. С 1915 года по инициативе императрицы началась организация госпиталей в Крыму. Императрица передала для раненых здравницы своего имени.
К 1915 году под покровительством императрицы находилось 23 склада, при которых были организованы «поезда-склады», доставлявшие на фронт все собранное на стационарных складах. В этот период на фронт регулярно выезжали 10 «именных» санитарных поездов. Кроме того, были организованы вагоны-лазареты, которые могли быть прицеплены к любому составу, идущему на фронт.
Императрица и ее дочери окончили трехмесячные курсы сестер милосердия военного времени и после успешной сдачи экзаменов получили аттестаты. С октября 1914 года Александра Федоровна ежедневно принимала участие в 2—3 операциях в качестве операционной сестры, как правило, рядом находились и старшие дочери. Как медикам, им пришлось столкнуться со смертью. Александра Федоровна упомянула, что «все держались стойко, никто не растерялся». Императрица не была брезглива, она сама обрабатывала самые тяжелые раны, брила ноги солдатам.
«Лазарет — мое истинное спасение и утешение… Ежедневные операции и много работы», — говорила императрица. Эта работа высоко оценивалась медиками. В переписке царя и царицы тема работы в лазарете являлась одной из главных, особенно в 1914—1915 годах. Впоследствии Александра Федоровна высказывала сожаление, что ей не суждено быть врачом.
Александра Федоровна не позволяла печатать материалы о своей работе в госпитале и «относилась с полным негодованием» к появлению статей о своей медицинской благотворительности, которая была для нее желанием разделить тяготы войны со своим народом, велением сердца.
Из царских дочерей наиболее успешно проявила себя на медицинском поприще великая княжна Татьяна Николаевна. Врачи отмечали, что она была на редкость «спокойной, ловкой и дельной». Она не только стала квалифицированной операционной сестрой, но и возглавила комитет для оказания помощи раненым, одной из главных задач которого была организация сбора средств на нужды раненых.
Императрица обязана была выполнять и представительские функции. Вместе с великими княжнами Ольгой и Татьяной она регулярно выезжала в различные, в том числе и прифронтовые, города для инспекции лазаретов.
Медицинская благотворительность императрицы и «сестер Романовых» не прекращалась вплоть до Февральской революции 1917 года.
Тем не менее великий князь Андрей Владимирович в сентябре 1915 года записал в своем дневнике: «Удивительно, как непопулярна бедная Аликс. Можно, безусловно, утверждать, что она решительно ничего не сделала, чтобы дать повод заподозрить ее в симпатиях к немцам… Единственное, в чем ее можно упрекнуть, — это что она не сумела быть популярной».