Em 1877, ela entrou em contato com Tchaikovsky, embora nunca o tenha conhecido. Ela lhe pediu para compor algumas peças para violino e piano, para tocar em sua casa. Tchaikovsky sabia que ela era uma senhora rica que pagava bem, então ele rapidamente compôs alguma música. Eles escreveram cartas um ao outro, trocaram fotografias um do outro, mas chegaram a um acordo que nunca se encontrariam. Ela lhe pagava 6.000 rublos por ano. Isto era muito dinheiro: cerca de vinte vezes o salário de um trabalhador comum do governo. Ele pôde deixar de lecionar no Conservatório de Moscou e passar seu tempo compondo. Entre 1877 e 1890 eles escreveram cerca de 1.200 cartas uns para os outros. Seu incentivo foi muito importante para ele e o ajudou a manter-se feliz quando ele se sentia deprimido.
Em 1876 Tchaikovsky havia decidido se casar. Ele era então um compositor de 36 anos. Ele era gay, e isso era algo terrível na Rússia naquela época. Ele tinha muito medo de que as pessoas descobrissem e de que ele fosse intimidado. Então ele decidiu se casar. Ele não se importava com quem era casado, desde que isso o fizesse parecer respeitável. No ano seguinte, ele encontrou uma jovem chamada Antonina para se casar. Ele contou a Nadezhda. Ela escreveu para parabenizá-lo e disse-lhe que esperava que ele fosse feliz. Uma semana depois, Tchaikovsky escreveu a Nadezhda para pedir mais dinheiro porque o casamento o havia endividado. Algumas semanas depois, ele estava escrevendo novamente para ela dizendo que odiava sua esposa. Ele logo se separou dela. Escrever a Nadezhda foi um grande apoio para ele nesta época. É impossível saber se Nadezhda sabia que ele era gay ou se isso teria feito diferença para os sentimentos dela. Em todo caso, ela continuou a escrever que o amava. Ela aumentou a quantia que estava pagando a ele para 6.000 rublos por ano. Isto era muito dinheiro: cerca de vinte vezes o salário de um trabalhador comum do governo. Ele pôde parar de ensinar no Conservatório de Moscou e passar seu tempo compondo. Entre 1877 e 1890 eles escreveram cerca de 1.200 cartas uns para os outros. Seu incentivo foi muito importante para ele e o ajudou a manter-se feliz quando ele se sentia deprimido.
Seu relacionamento com Tchaikovsky também foi uma coisa boa para ela. Ela odiava qualquer coisa a ver com sexo, então era bom que ela pudesse expressar suas emoções para alguém a quem não tinha que enfrentar pessoalmente. Tchaikovsky dedicou sua Quarta Sinfonia a ela.
Em uma ocasião, eles se encontraram por acidente. Nadezhda havia convidado Tchaikovsky para ficar em sua casa. Esta era uma casa enorme em um terreno enorme, por isso era fácil conseguir que eles não se encontrassem. Eles concordaram que não iriam sair ao mesmo tempo. Entretanto, um dia ele chegou tarde em casa e ela saiu mais cedo. Ela estava numa carruagem de cavalos e ele estava andando. Quando eles se viram, desviaram o olhar rapidamente.
Em outubro de 1890, von Meck enviou Tchaikovsky com um ano de antecedência, dizendo que seria a última vez que ela seria capaz de enviar-lhe dinheiro. Ela disse que estava falida. Ela pode ter se preocupado que provavelmente estaria falida dentro de um ano.
Algumas pessoas pensam que ela fez isso porque descobriu sobre a homossexualidade de Tchaikovsky. Outros discordam disso. Afinal, em sua última carta a ele, ela pediu-lhe que nunca a esquecesse.