Depois de disputas pelo poder com a meia-irmã mais velha, Sofia, assume o governo sozinho em 1689 (formalmente, Ivan V reina até o fim da vida, em 1696). No mesmo ano une-se a Eudóxia, com quem tem um único filho, Alexis. Em 1698 envia a esposa para um convento.
O garoto cresce com antipatia pelo pai, que se casa novamente em 1712 com uma plebéia, coroada imperatriz Catarina I em 1724. Alexis morre na prisão, em 1718, acusado de traição. Em 1696 cria a primeira Marinha russa, ganha uma guerra contra os turcos e viaja pela Europa, onde conhece Inglaterra, Holanda e Áustria. De volta à Rússia, começa a modernizar o Estado e o Exército.
Entre suas providências estão a construção da cidade de São Petersburgo (hoje Leningrado), transformada em capital em 1712, a fundação do primeiro jornal russo (Vedomosti, 1703) e a reformulação do ensino, com a simplificação do alfabeto russo e a introdução dos numerais arábicos.
Em 1713 entra em guerra com a Suécia, a quem toma a Estônia, a Letônia e parte da Finlândia, tornando-se a maior potência do norte da Europa. No mesmo ano é proclamado imperador. Morre em São Petersburgo, sem indicar herdeiro. Sua viúva, Catarina I, sucede-o até sua morte, em 1727.