Прежде чем идти к Каляеву, она уговорила Николая II ограничиться каторгой и не казнить убийцу его дяди. Николай согласился при одном условии: Каляев должен был, соблюдая закон, подать ему прошение о помиловании. Она молилась все дни, пока не состоялось погребение, а потом пришла в каземат к Каляеву и сказала, что прощает его, ибо он не ведал, что творил.
Елизавета Федоровна умоляла Каляева написать прошение о помиловании, однако тот отказался, заявив, что его смерть полезнее для революции, чем сохраненная таким путем жизнь. Простившись с Каляевым, Елизавета Федоровна оставила ему икону и потом рассказывала, что убийца эту икону поцеловал. 10 мая 1905 года Каляев был повешен в Шлиссельбургской крепости.
Почти все свои деньги Елизавета Федоровна уже долгие годы отдавала на нужды благотворительности, помогая бедным, больным и сиротам, а после смерти мужа решила устроить женский монастырь. Она купила землю в районе Большой Ордынки и пригласила архитектора А. В. Щусева и художника М. В. Нестерова создать проект и расписать церковь Покрова Богородицы, а рядом построить и другие монастырские здания.
Художник М. В. Нестеров не только расписал храм Покрова, но сделал и эскизы монашеской одежды для будущей настоятельницы обители. Елизавета Федоровна, приняв постриг и став иегуменьей устроенного ею монастыря, никогда потом других одежд не носила. Ее Марфо-Мариинская обитель сестер милосердия стала центром благотворительности, сострадания и самоотвержения, потому что сама иегуменья стала высоким образцом для монахинь. 

Под их опекой находились и дома умалишенных, и кожно-венерические больницы, и приюты для хронически больных, и богадельни для впавших в старческий маразм. Когда кто-либо отказывался ухаживать за особенно тяжелым больным, Елизавета Федоровна сама шла на помощь самым несчастным и обреченным. Великим служением была наполнена ее жизнь до самых последних минут.