Tchaikovsky in 1874柴科夫斯基同性戀的傾向很早就為人所知。盡管證據都在蘇俄時期被消滅殆盡,但他的性向對於自身的生活以及作品影響甚钜是無庸置疑的。有些曆史學家仍認為他是異性戀,但是大部分學者根據他的仆人蘇佛努夫(Aleksei Sofronov)以及外甥大衛朵夫(Vladimir Bob Davydov)的證詞,相信他最親密的伴侶都是同性。其他的證據大多可見於書信、日記及其弟馬戴斯特(Modest,亦是同性戀)的信件中。
The composer at age 37 with his wife, Antonina Miliukova (1877)蜜月還沒結束,柴科夫斯基就後悔了,在兩人於7月26日回到莫斯科時,他已經瀕臨崩潰。周遭的朋友們都看得出來他的狀況很不好,但是沒有人知道嚴重性。婚後兩周,他企圖在冰冷的莫斯科河中自殺,但是隨後卻因為受不住寒冷而放棄,也因此染上嚴重的肺炎。精神上完全崩潰的柴科夫斯基逃到聖彼得堡。
此後的幾年,柴科夫斯基很害怕安東妮雅會將他們兩人分開的內幕公諸於世。安納托利試著說服她去辦理離婚,安東妮雅卻不肯離婚,也不願配合對外宣稱兩人婚姻破裂的理由是因為柴科夫斯基有外遇。出版商尤爾金森(Pyotr I. Jürgenson)費盡唇舌為柴科夫斯基爭取離婚機會卻始終未果,卻在1880年的夏天發現安東妮雅另結新歡已有半年,還生了孩子,都被丟到孤兒院。安東妮雅在1896年被診斷出有精神病,並於1917年病逝。
音樂史學家亞莉珊卓歐洛娃(Aleksandra Orlova)在他未出版的「柴科夫斯基點滴」(Tchaikovsky Day by Day)一書手稿中,口頭證詞做為證據來支持柴科夫斯基死於自殺的推論。他認為柴科夫斯基服用砒霜自殺,所以死亡日期和屍體處理才會遮遮掩掩,產生前後不一的說詞。然而,歐洛娃的論點缺乏書麵上的證據,因此受到多方質疑,至今柴科夫斯基的真正死因還是個未解的謎。