В наследство от предшественников молодому царю остался нерешенный крымский вопрос. Богатые южные земли давно привлекали русских, обещая России процветание и расширение торговых связей с внешним миром. Война с Турцией и ее вассалом, Крымским ханством, была неизбежной. В 1695–1696 годах Петр предпринял два похода против крепости Азов. Первый поход был неудачно организован: хромала дисциплина, армия плохо снабжалась продовольствием. И хотя Азов защищали всего три тысячи человек, окруженная высоким валом и широким рвом крепость так и осталась неприступной для русских сил. К тому же один из приближенных царя, Яков Янсен, оказался изменником и перешел на сторону осажденных, выдав все планы.
Царь не пал духом и, учтя ошибки, стал готовиться к другому походу. Только смерть Ивана 29 января 1696 года на время оторвала его от дел. Теперь Петр стал самодержавным властелином России. Всю зиму готовилась армия, на верфях строились корабли. Второй поход на Азов, начавшийся 3 мая 1696 года, завершился 18 июля взятием крепости. Так был открыт первый выход России в южные моря.
В последующие годы царь продолжал создавать мощный флот. Он задумал построить 52 корабля. Финансировать работы должны были все жители государства: землевладельцы, торговые люди, мелкопоместные дворяне, для этого были введены новые подати. В Россию выписали иностранных мастеров, а русских отправили за границу учиться корабельному делу. Да и сам Петр решил побывать в странах с развитыми мореходством и кораблестроением. Было снаряжено Великое посольство, в котором среди 250 человек царь скромно числился урядником Преображенского полка Петром Михайловым. В 1697 году Петр с приближенными уезжает за границу, живет в Голландии, Саксонии, Англии, Австрии, где знакомится с достижениями этих стран в области техники, кораблестроения, а также с образом жизни других государств, их политическим и социальным устройством. Продолжая путешествие, царь намеревался посетить Венецию, но неожиданное известие из Москвы о новом стрелецком бунте заставило его поспешить домой. Возвращаясь через Польшу, он встретился с новым польским королем Августом II, который предложил ему союз против Швеции. Возможно, тогда Петр впервые подумал об окне в Европу через Балтику. Так, уезжая за границу с мыслью об упрочении союза государств против Османской империи, он возвращался с идеей борьбы со Швецией за Балтийское море…
Царь жестоко подавил бунт, в котором увидел не просто выступление стрельцов, а протест против всего нового, что он пытался вводить, и нежелание понять и принять образованность европейских народов. Жестокой расправой со стрельцами Петр решил испугать всех приверженцев старины, всех противников его реформ.
За 15 месяцев пребывания за рубежом молодой царь многое повидал и многому научился. Поездка Петра в Европу стала тем великим событием, которое ознаменовало его преобразовательную деятельность. Началом ее с августа 1698 года стало изменение внешних признаков, отличающих русскую жизнь от европейской. Петр решительно объявил войну многим русским предрассудкам и стал все перекраивать на европейский манер. Уже на следующий день по возвращении домой царь собственноручно обрезал бороды боярам и велел всем одеваться в европейские кафтаны. Музыка, табак, балы и другие царские новшества повергли московское общество в шок. Горячий и нетерпеливый Петр вводил новшества одно за другим, жестоко наказывая непокорных. Так общество оказалось разделенным на две неравные части: для одной (дворянство и верхушка городского населения) предназначалась насаждаемая сверху европеизированная культура, другая же сохраняла традиционный уклад жизни. То, что делал государь, не было понятно народу. Против него выступали реакционные ревнители старины — бояре, стрельцы, значительная часть духовенства.
Пребывание за границей утвердило Петра в необходимости окончательного разрыва с женой Евдокией Лопухиной, «старозаветной» женщиной, которая ни по характеру, ни по взглядам совершенно не подходила деятельному и живому царю. Взяв к себе 8-летнего сына Алексея, он усадил Евдокию в карету и отвез в Суздаль — в Покровский монастырь, где она в июне 1699 года была пострижена в монахини.
Продолжая преобразования, царь ввел летоисчисление от Рождества Христова, а не от сотворения мира, как было прежде. Отпраздновав 1 сентября 1699 года наступление 7208 года по старому стилю, Петр следующего первого января велел праздновать новый 1700 год — украшать елки, развлекать детей, устраивать катания на санях… Так в России был введен юлианский календарь.
В Амстердаме была создана типография для издания светских книг на русском языке, основан первый русский орден — св. Андрея Первозванного. В стране не хватало собственных квалифицированных кадров, и царь распорядился отправить на учебу за границу юношей из знатных семейств. В 1701 году в Москве была открыта Навигацкая школа.
Началась и реформа городского управления: города по численности населения были разделены на пять разрядов, а городской люд — на три группы: 1-ю гильдию (наиболее богатые горожане), 2-ю гильдию (мелкие торговцы и зажиточные ремесленники) и «подлый люд», составлявший большинство городского населения.
Одновременно с первыми преобразованиями интенсивно шла подготовка к войне со Швецией, для чего предварительно был подписан мирный договор с Турцией.
В 1703 году в устье реки Невы Петром была основана новая российская столица — Санкт-Петербург. Строительство этого европеизированного каменного города, в котором принимали участие иностранные архитекторы и которое осуществлялось по разработанному царем плану, имело особое значение. Петр создавал иную городскую среду с новыми формами быта и времяпрепровождения (кунсткамера, театры, маскарады). Изменились внутреннее убранство домов, уклад жизни, состав питания. Постепенно в образованной среде сложилась новая система ценностей, мировосприятия, эстетических представлений. Петру I Россия обязана обретением новых государственных флагов и ряда орденов.
В этот же период вместо Боярской думы появился Консилиум министров, в Петербурге возникла масса новых учреждений.
После смерти в 1700 году патриарха Адриана нового патриарха избирать не стали, и Петр создал Монастырский приказ для управления церковным хозяйством. При этом церковь фактически потеряла право распоряжаться своей собственностью, а ее средства пошли в государственную казну. Углубляя в дальнейшем реформу церкви, Петр I в 1721 году вообще уничтожил сан патриарха русской православной церкви, создав высший коллегиальный управленческий церковный орган — Святейший Синод. Синодальное управление церковью сохранялось до 1917-го.
Старинная боярская дума почти не заседала с начала правления Петра, царь действовал единовластно, опираясь на своих сподвижников. Но в 1711 году, отправляясь в Прутский поход, Петр издал указ: «Определили быть для отлучек наших Правительствующих Сенат для управления». В Сенат сначала входило 9 человек. Но постепенно из временно действующего органа с неопределенными функциями и полномочиями Сенат превратился в высший государственный орган России.
В 1708 году страна была разделена на губернии: сначала их было 8, в 1719 году их количество увеличилось до 11. Губернии, в свою очередь, делились на провинции, провинции — на уезды. С созданием губерний фактически стали прекращать свою деятельность многочисленные приказы, позднее их заменили коллегии, которые управляли определенными хозяйственными отраслями на всей территории страны.