Relégué à la campagne par la régente Sophie, Pierre investit Moscou avec ses troupes et oblige la régente à renoncer au pouvoir en 1689. Force de la nature, toujours avide de connaissances, il s'adonne avec des maîtres hollandais à la construction navale (1688-1693) et entreprend en 1697-1698 un voyage en Europe occidentale. À son retour, il se consacre avec un enthousiasme et une énergie exceptionnels à la modernisation et à l'occidentalisation de la Russie. Pragmatique, il accorde la priorité aux impératifs imposés par la guerre avec la Suède (1700-1721). Après la défaite que lui inflige Charles XII à Narva (1700), il réorganise sa cavalerie et son artillerie. Il constitue une armée régulière grâce à la conscription, introduite en 1705, avec laquelle il vainc à Poltava (1709) Charles XII, allié à l'hetman d'Ukraine, Mazepa, et occupe en 1710 Vyborg, la Carélie, Revel et Riga. À l'issue de la guerre du Nord, la Russie conserve ses conquêtes sur le littoral de la Baltique (traité de Nystadt, 1721).
À l'intérieur, Pierre impose une occidentalisation rapide des mœurs et de la culture, et réforme profondément les institutions politiques, sociales et économiques de la Russie. Pour mettre en œuvre sa politique, il impose à la population une pression fiscale accrue et la mobilise dans l'armée ou la réquisitionne pour la construction des villes et canaux ou l'exploitation minière. Il dote la Russie d'une nouvelle capitale, Saint-Pétersbourg (1712), qui devient le siège des institutions qu'il crée : le Sénat, les collèges spécialisés, dont le Saint-Synode, chargé des affaires religieuses. Il transforme la Russie en un empire (1721), dont le gouvernement est confié à sa mort à Catherine Ire, son épouse.
