一五五三年，爱德华死于结核病后，曾为华威伯爵，后来变成诺森伯兰公爵的约翰·达德利（John Dudley）试图策划由珍·格雷继位，结果篡位意图未果。珍·格雷是亨利八世的甥孙女，是他最爱的妹妹玛莉（Mary）所出的孙女；在他的遗愿中，若当时的爱德华王子、玛丽公主和伊丽莎白公主皆亡，珍·格雷才可能出线继位。诺森伯兰公爵先是成功驱逐并替代索美塞得公爵，在爱德华六世继位后成为摄政王；爱德华六世之死让他积极想要维护政权，决心不让热爱天主教的玛丽公主推翻爱德华六世在位期间建立的新教声望。为达目的，他让儿子吉尔福德（Guilford）迎娶了珍·格雷，同时煽动爱德华六世签署一份非法文件，改变了继位的顺序。然而英国人民站在玛丽公主这一边，在民意浪潮的支持下，玛丽公主继位了。诺森伯兰公爵犯了叛国罪，而被他利用的珍·格雷最后也被送上了断头台。
诺森伯兰公爵密谋篡位之事与伊丽莎白公主完全无关，她聪明地继续待在国内。当姐姐玛丽公主顺利登基后，伊丽莎白公主也前往伦敦道贺。但这对同父异母的姐妹之间的关系，一直都不太轻松；随后玛丽女王开始怀疑，伊丽莎白公主的秘密身份为新教徒，这让姐妹两人的关系逐渐转坏。一五五四年时，伊丽莎白公主被控与汤姆斯· 怀亚特爵士（Sir Thomas Wyatt）共同谋反，这场骚动从煽动民众反对玛丽女王计划下嫁西班牙菲利普王子开始，导致伊丽莎白公主在伦敦塔中待了三个月，等待行刑之日。没有任何证据能让伊丽莎白公主定罪，尽管最后她被无罪释放，但在姐姐玛丽女王的心目中依然认定伊丽莎白公主有罪。伊丽莎白公主日后曾承认，沦落到伦敦塔中的日子，是年少记忆中最悲惨灰暗的一页；在一次国会演说中，她回忆道：“我的人生陷入危机；我的姐姐如此怨恨我。”安然脱离苦牢后，她从未停止对神的感谢，她把自己成功获救一事归功为一场奇迹。事实上她应该感谢的是西班牙的菲利普王子，是他帮她向玛丽女王求情，但伊丽莎白公主依然暗自向神祈祷，而且深信神听见了她的祈求，也认可了她虔诚信仰的功效。直到一五七九年底，她依然不时私下祈祷感谢上苍“把我拉出囹圄重回宫殿”。
在成功获释之后，伊丽莎白公主在国内低调行事，避免涉入任何反对姐姐的行动中，就在此时，玛丽女王与菲利普二世的婚姻也触了礁。
伊丽莎白公主于二十五岁时成功登基。她的身形又高又瘦，纤细的腰围、小胸部和美丽纤长的手指却让她可以摆出各种华丽姿态。她继承了母亲橄榄色的黝黑皮肤，不过她有美白的习惯，她会涂抹一种由蛋白、蛋壳粉、罂粟籽、硼砂和明矾调制而成的乳液，让皮肤白皙透亮。她那瘦长的脸型、高颧骨与尖下巴也遗传自安·波林。她的父亲则将红卷发和高挺的鹰钩鼻遗传给她。一五五七年时，一名威尼斯使者曾经写道：“她的面貌姣好不显英气逼人，气质出众、眼睛迷人。”在那又细又弯的眉毛下，她有着一双明亮又凌厉的眼睛，至于眼睛的颜色，众人依然在争议中。尽管她不算非常有魅力，但仍深深吸引许多男性的注意：不是所有臣子的阿谀都是为了奉承她而已。一名使者曾写道，最重要的是，“她那不怒而威的气质，比她的一举一动更令人无法忽视，也不会有人不知道眼前的正是英国女王。”
一五五八年时，并没有人真正了解她的个性。她从很小就学会自己需要他人忠告，必须控制自己的情绪，在大众面前也得循规蹈矩，如此一来，在反对她的意见出现时才能自保。尽管她大多数的人生，都没有活在公众的眼光之下，她却聪明地在毫不公然张扬的情况下，诉诸公众的力量，她认同公众的利益，她也成为宗教上的赢家，推崇新教。
