Iako je verovala da je zdravija zahvaljujući tome što ne obraća pažnju na lekare, naposletku je pristala da na dvoru drži ličnog doktora. Odabrala je jednog mladog Škota, doktora Džona Rodžersona sa Edinburškog univerziteta. I dalje ubeđena da nema potrebe za njim, pretvorila ga je u predmet viceva na račun savremene medicine i volela je da ga drugima opisuje kao kakvog lekara-šarlatana kakav se može naći kod Molijera. "Vi ne biste umeli da izlečite ni buvin ujed", znala je da mu kaže. Rodžerson bi se nasmejao i nastavio da je tera da popije ponuđenu pilulu. Kad uspe, tapšao je caricu po leđima i šaljivo govorio: "Svaka čast, gospoja! Svaka čast!"

Nije bilo šale, međutim, kad se Katarina suočila s jednom od najozbiljnijih bolesti koje su pogađale onovremeni svet: s velikim boginjama. Carska porodica od boginja nije bila ništa bolje zaštićena negoli najsiromašniji seljak. Mladi car Petar II umro je od njih u petnaestoj godini. Holštajnskog verenika carice Jelisavete, Katarininog ujaka, odnele su uoči samog venčanja. A Katarina nije mogla zaboraviti ni patnje i unakaženost svoga muža, budućeg Petra III. Smatrala je sebe srećnicom što je odrasla a da je nisu zakačile boginje; međutim, znala je da to izbavljenje može i da ne potraje dugo.

Strašno iskustvo s velikim boginjama koje je zadesilo Habzburge preplašilo je Katarinu. U maju 1767. carica Marija Terezija i njena snaha Marija Jozefa, supruga njenog sina i naslednika Josifa II, razbolele su se od velikih boginja. Posle pet dana Marija Jozefa je umrla; Marija Terezija je prezdravila, ali ostali su joj ožiljci. Njen obudoveli sin Josif II nije hteo da se opet ženi, a nijedno dete ne beše mu ostalo u životu. U oktobru je kći Marije Terezije, koja se takođe zvala Marija Jozefa, umrla od boginja; još dve habzburške kćeri zarazile su se tom bolešću, ali su preživele, sa izraženim ožiljcima. Taj niz tragedija ubedio je Mariju Tereziju da pelcuje svoje troje najmlađe dece.

Svesna takvih ličnih i dinastičkih tragedija, Katarina se plašila pretnje velikih boginja koliko zbog sebe, toliko i zbog Pavla. Znala je da dvor nikad ne oskudeva u pričama o neizvesnim izgledima da veliki knez nasledi presto, pošto se još nije suočio s tom bolešću i nadvladao je. Ona i Panjin su danonoćno bili u brizi zbog mogućnosti da im se dečak negde izloži. Gledali su da izoluju Pavla od svetine i svakog ko je zaražen ili možda zaražen. Pavle se srdio zbog ograničenja koja mu se nameću. Kada je imao dvanaest godina, upitali su ga jednom hoće li ići na maskenbal. Odgovorio je:

"Vi znate da sam ja dete, pa ne mogu sam suditi treba li ili ne treba da idem tamo, ali kladim se da neću ići. Gospodin Panjin će mi reći da tamo ima jedno strašno čudovište po imenu velike boginje, koje šetka tamo-amo po balskoj dvorani. Isto to čudovište veoma dobro zna unapred sve moje pokrete, jer uopšteno se može naći baš na onim mestima kud je meni najdraže da idem."

Ova bolest se primakla Katarini i Pavlu u proleće 1768, kad se verenica Nikite Panjina, grofičica Ana Šeremetjeva, za koju jedan britanski diplomata u svome opisu kaže da je žena "neuobičajene dobrote, lepotica i neizmerno bogata", razbolela od velikih boginja. Carica je sa strepnjom čekala u Carskom selu. Kada je 5. maja saznala da je i sam Panjin odležao dve nedelje u karantinu, izdala je tajno naređenje da joj dovedu Pavla. "Veoma sam uznemirena", kaže ona, "i ne mogu ni na šta pametnije da se usredsredim, jer sve je grozno u ovoj kritičnoj situaciji."

Pavle je stigao u Carsko selo 6. maja, te su majka i sin zajedno čekali. Samoj Katarini pozlilo je 14. maja, ali joj je bilo bolje ujutru; hitro je obavestila Panjina o svom oporavku preko noći i prenela mu uveravanja svoga doktora da će "ti teški dani za Vas i Vašu verenicu proći". Posle dva dana saopštili su joj da je grofičica Šeremetjeva umrla. "Saznavši koliko ovog trena da je preminula grofičica Ana Petrovna, ja se ne mogu uzdržati da Vam ne iskažem svoju najiskreniju tugu", piše ona Panjinu 17. maja. "Toliko me je dotakla ova Vaša ljuta nesreća da nemam reči to da iskažem. Molim Vas, vodite računa o sopstvenom zdravlju." U Carskom selu je provela sedam nedelja, i do kraja leta ona i Pavle su se seljakali sa imanja na imanje da bi izbegli gomile ljudi.

Strah za sebe, za sina i za naciju podstakao je caricu da istraži jedan nov, sporan metod pelcovanja koji je osiguravao trajnu otpornost: ubrizgavanje tečnosti uzete iz prišteva bolesnika koji se oporavlja od lakšeg slučaja velikih boginja. Ova medicinska tehnika primenjivala se u Britaniji i britanskim severnoameričkim kolonijama (Tomas Džeferson se pelcovao 1766), ali su u kontinentalnoj Evropi zazirali od nje kao od previše opasne.

Doktor Tomas Dimsdejl bio je Škot i kveker; njegov deda je doputovao u Ameriku 1684. s Vilijamom Penom. Tomas Dimstejl, sada pedesetšestogodišnjak, imao je diplomu Edinburškog univerziteta i upravo je bio objavio rad Sadašnji metod pelcovanja protiv velikih boginja, u kom je opisao svoje uspehe i tvrdio da je sveo opasnost na minimum. Njegova knjiga je u Britaniji doživela četiri izdanja, pa je Katarina, čuvši za nju, pozvala njenog autora u Petrograd. Dimsdejl je stigao u Rusiju krajem avgusta 1768, dovevši sa sobom svoga sina i asistenta Natanijela. Katarina ih je ubrzo primila nasamo za ručkom.

Dimsdejla je Katarina očarala; "od svih osoba njenog pola koje sam u životu upoznao, ona je najzanimljivija", kaže on o njoj. Zadivila ga je "njena krajnja prodornost i prikladnost pitanja koja je postavljala u vezi s praktikovanjem i uspehom pelcovanja". Carici se, zauzvrat, dopao njegov zdrav razum, ali po njenom mišljenju bio je preterano oprezan. Smeškala se njegovom natucanju na francuskom i pokušavala da razume njegov engleski. Rekla mu je da čitavog života strahuje od velikih boginja, ali da sada želi da se pelcuje jer će tako i drugi najbolje prevazići strah od te bolesti i od pelcovanja. Želela je da se pelcuje što pre. Dimsdejl je zatražio da se najpre konsultuje s njenim dvorskim lekarima, ali Katarina je kazala da to nije nužno. Dimsdejl je na to predložio da iz čiste predostrožnosti najpre pelcuje neke druge žene njenih godina; Katarina ga je ponovo odbila. Pritisnut odgovornošću, Dimsdejl ju je preklinjao da pričeka nekoliko nedelja dok on izvrši ogled na nekoliko mlađih žena iz tog kraja. Preko volje je pristala, pod uslovom da te pripreme čuva u tajnosti. Zvanični dvorski registar u potpunosti se pravi da ne primećuje Dimsdejlovo prisustvo, mada britanski ambasador 29. avgusta izveštava da je caričina namera "tajna za koju svi znaju. I koja, izgleda, ne izaziva neke velike spekulacije". Konačno su carica i doktor utanačili datum pelcovanja: 12. oktobar.

Katarina nije jela meso niti pila vino deset dana pred taj datum, a uzimala je kalomel, prah od klešta rakovice i gorku so. U devet uveče 12. oktobra Dimsdejl je pelcovao Katarinu ubrizgavši joj u obe ruke tečnost velikih boginja uzetih od jednog malog seljaka po imenu Aleksandar Markov, kome će ona naknadno podariti plemićki čin. Idućeg jutra Katarina se odvezla u Carsko selo radi odmaranja i izolacije. Osećala se zdravo "sem nešto malo nelagodnosti" i provodila je napolju, u pokretu, po dva-tri sata dnevno. Ospe su joj izbile u umerenom broju i zasušile za nedelju dana. Dimsdejl je proglasio pelcovanje uspešnim, te se kroz tri nedelje Katarina vratila svome ustaljenom rasporedu. U Petrograd je došla 1. novembra, pa je sutradan bez ikakvih poteškoća pelcovan i Pavle. Na čestitke Senata i Kodifikacione komisije, uzvratila je: "Cilj mi je bio da sopstvenim primerom spasem od smrti mnoštvo mojih podanika koji, ne znajući koliko je dragocena ova tehnika i iz straha od nje, ostaju i dalje u opasnosti."

Za Katarininim primerom povelo se sto četrdeset petrogradskih plemića, među kojima i Grigorije Orlov, Kiril Razumovski i jedan arhiepiskop. Dimsdejl je potom prešao u Moskvu i pelcovao još pedeset ljudi. U Petrogradu je objavljen ruski prevod njegove rasprave gde se objašnjava ova tehnika, a klinike za pelcovanje uspostavljene su u Petrogradu, Moskvi, Kazanju, Irkutsku i drugim gradovima. Već 1780. bilo je pelcovano dvadeset hiljada Rusa; 1800. godine – dva miliona. Da ga nagradi za službu, Katarina je Dimsdejla proizvela u barona Ruskog carstva i obdarila ga sa deset hiljada funti, uz godišnji prihod od pet hiljada funti. Dimsdejl je 1781. ponovo došao u Rusiju da pelcuje Katarininog prvog unuka Aleksandra.

Katarinina spremnost da se pelcuje privukla je naklonu pažnju zapadne Evrope. To što je ona dopustila Dimstejlu da uradi Volter upoređuje s budalastim mišljenjima i praksom "naših svađalački nastrojenih šarlatana po medicinskim školama". U to vreme je prema toj bolesti preovlađivao fatalistički stav: ljudi su verovali da kad-tad svako mora oboleti od nje, samo što će neko preživeti, a neko će umreti. Većina je odbijala da se pelcuje. Fridrih Pruski piše Katarini i ubeđuje je da se ne upušta u taj rizik. Ona mu odgovara da se oduvek plašila velikih boginja, te da više od svega na svetu želi da se oslobodi tog straha. U maju 1774, gotovo šest godina po Katarininom pelcovanju, velike boginje su ubile kralja Francuske. Luj XV je doveo sebi u postelju devojčicu koja jedva da je čestito zakoračila u pubertet, a bila je zaražena boginjama. Ubrzo potom je umro, okončavši svoju pedesetdevetogodišnju vladavinu. Njegov naslednik, devetnaestogodišnji Luj XVI, odmah se pelcovao.