Княгиня Трубецкая» создана методом «смежного изображения снов и яви»: во время долгой дороги Екатерина Ивановна то грезит наяву, то вновь погружается в сон, неотличимый от яви. По словам литературоведа Николая Скатова, фрагментарное строение первой части, являющейся «сплавом чередующихся картин» (реалистические воспоминания о жизни в Италии или восстании на Сенатской площади внезапно обрываются, переходя в романтические видения), применено автором сознательно: подобный калейдоскоп должен показать, что «героиня охвачена одним всепоглощающим порывом».
При создании образа Трубецкой Некрасов руководствовался теми сведениями, которые ему удалось почерпнуть из воспоминаний людей, знавших княгиню, а также из «Записок декабриста» Розена, рассказывавшего, что местное начальство получило специальное предписание использовать все возможности для «удержания жён государственных преступников от следования за мужьями»:
Он [губернатор] решился употребить последнее средство, уговаривал, упрашивал и, увидев все доводы и убеждения отринутыми, объявил, что не может иначе отправить её к мужу, как пешком с партией ссыльных по канату и по этапам. Она спокойно согласилась на это; тогда губернатор заплакал и сказал: «Вы поедете».
Михаил Сергеевич Волконский, познакомивший с «Княгиней Трубецкой» в корректорской версии, нашёл «характер героини сильно изменённым по сравнению с оригиналом». Внеся по его просьбе некоторые коррективы в текст, автор тем не менее отказался удалить из поэмы те эпизоды, которые ему казались важными. Отправляя произведение в «Отечественные записки», Некрасов сопроводил рукопись ремаркой, что слишком поздно узнал о присутствующих в поэме фактических неточностях, однако для него главное — чтобы «не было неверности существенной