Tchaikovsky in 1874柴科夫斯基同性恋的倾向很早就为人所知。尽管证据都在苏俄时期被消灭殆尽,但他的性向对于自身的生活以及作品影响甚钜是无庸置疑的。有些历史学家仍认为他是异性恋,但是大部分学者根据他的仆人苏佛努夫(Aleksei Sofronov)以及外甥大卫朵夫(Vladimir Bob Davydov)的证词,相信他最亲密的伴侣都是同性。其他的证据大多可见于书信、日记及其弟马戴斯特(Modest,亦是同性恋)的信件中。
The composer at age 37 with his wife, Antonina Miliukova (1877)蜜月还没结束,柴科夫斯基就後悔了,在两人于7月26日回到莫斯科时,他已经濒临崩溃。周遭的朋友们都看得出来他的状况很不好,但是没有人知道严重性。婚後两周,他企图在冰冷的莫斯科河中自杀,但是随後却因为受不住寒冷而放弃,也因此染上严重的肺炎。精神上完全崩溃的柴科夫斯基逃到圣彼得堡。
此後的几年,柴科夫斯基很害怕安东妮雅会将他们两人分开的内幕公诸于世。安纳托利试著说服她去办理离婚,安东妮雅却不肯离婚,也不愿配合对外宣称两人婚姻破裂的理由是因为柴科夫斯基有外遇。出版商尤尔金森(Pyotr I. Jürgenson)费尽唇舌为柴科夫斯基争取离婚机会却始终未果,却在1880年的夏天发现安东妮雅另结新欢已有半年,还生了孩子,都被丢到孤儿院。安东妮雅在1896年被诊断出有精神病,并于1917年病逝。
音乐史学家亚莉珊卓欧洛娃(Aleksandra Orlova)在他未出版的「柴科夫斯基点滴」(Tchaikovsky Day by Day)一书手稿中,口头证词做为证据来支持柴科夫斯基死于自杀的推论。他认为柴科夫斯基服用砒霜自杀,所以死亡日期和屍体处理才会遮遮掩掩,产生前後不一的说词。然而,欧洛娃的论点缺乏书面上的证据,因此受到多方质疑,至今柴科夫斯基的真正死因还是个未解的谜。