В начале 1780 года Екатерина II решила отправить детей Антона Ульриха к тётке Юлиане Марии. 30 июня на фрегате «Полярная звезда» все они, получив серебряную посуду, украшения и подарки, были вывезены в Данию, где им было назначено денежное содержание из русской казны (по 8 тыс. рублей в год на каждого).

В Дании Екатерина Антоновна жила в Горсензе. В августе 1803 года молодой русский император Александр I получил письмо, пришедшее как будто из прошлого. Принцесса Брауншвейгская Екатерина Антоновна прислала ему письмо, написанное собственноручно на плохом, безграмотном русском языке. Она умоляла забрать её в Россию, домой. Она жаловалась, что датские слуги, пользуясь её болезнями и незнанием, грабят её. «Я плачу каждый день, — заканчивала письмо Екатерина, — и не знаю, за что меня послал сюда Бог и почему я так долго живу на свете. Я каждый день вспоминаю Холмогоры, потому что там для меня был рай, а здесь — ад». Русский император молчал. И, не дождавшись ответа, последняя дочь несчастной брауншвейгской четы умерла 9 апреля 1807 года, последней из всей своей семьи, в возрасте 65 лет.