乾隆帝继位后不久,遵行其父雍正帝“秘密建储”之法,密立嫡长子永琏为太子,不想这位皇子九岁病亡。此后,乾隆帝又曾先后想立皇七子永琮(嫡次子),永琮仅两岁便感染天花而亡。因为是秘密立储,所以上述乾隆帝之立永琏为太子,以及后来想立永琮,都是事后他向群臣透露,大家才知道的。此后,直到乾隆三十八年(1773年)冬,才再次秘密立储。当时在世的皇子共有七人,其中皇四子永珹、皇六子永瑢已出继旁支为嗣,其余五人是:皇八子永璇、皇十一子永瑆、皇十二子永璂、皇十五子永琰、皇十七子永璘。这五人中,皇十二子永璂的身份最高,他是乾隆帝与第二个皇后那拉氏所生,当时十五岁。但早在乾隆三十年(1765年),其生母皇后那拉氏与乾隆帝发生尖锐矛盾,其真实原因,至今仍是未解之谜。之后,那拉氏的皇后名位已名存实亡。那拉氏于乾隆三十一年(1766年)七月便悒郁成疾身亡。乾隆帝尚余怒未消,命以低于皇后规格的皇贵妃丧礼葬之。这一事件殃及皇十二子永璂,所以他已不大可能被立为太子。其他几位皇子,皇十七子永璘,出生于乾隆三十一年(1766年)五月,当时尚未成年。皇八子永璇,年龄较长,但举止轻浮,做事不得体,人缘也不太好,并曾受到乾隆帝的公开斥责。皇十一子永瑆,文才较优,尤善书法,但乾隆帝对他的不重骑射、仿效汉族儒生的文人习气很是反感,也曾严厉申斥。
相比之下,皇十五子永琰在当时的诸皇子中,其才德就算是较优的了。乾隆后期的一些口碑反映也说明了这点。出使清朝的朝鲜使节,曾据他们的见闻向本国国王介绍当时几位皇子的情况,以便推测谁是被立的皇储,他们说皇八子永璇“沉湎酒色,又有脚病,素无人望”;还有的说他“性行乖戾,屡失上意”。对皇十一子永瑆的评价是“为人恺悌,最著仁孝”,但“柔而无断”。而对皇十五子永琰,则颇多赞誉,有的称他“饬躬读书,刚明有戒,长在禁中,声誉颇多”。有人说他“勤於学业,而人望所在”,“为人沉重,处事刚明,皇帝宠爱,朝野想望”,还有人称赞皇十五子“度量豁达,相貌奇伟,皇上以类己,最爱,中外属望焉”。乾隆三十八年(1773年)冬,已经六十三岁的乾隆帝最终确定了皇储的人选,将密旨缮写两份,分藏于乾清宫正大光明匾之后及自己身旁,并将此事谕知军机大臣。乾隆帝密定的储君,与大家的推测是一致的,是皇十五子永琰。当然,这是乾隆六十年(1795年)九月乾隆帝即将禅位之际,才宣示揭晓的。
乾隆五十四年(1789年)十一月,乾隆帝册封皇子爵位,皇十五子永琰被封为和硕嘉亲王,皇十一子永瑆封和硕成亲王,皇十七子永璘封多罗贝勒,低亲王两级。