使俄罗斯真正开始走上帝国之路的是彼得大帝。

彼得一世，名叫彼得·阿列克谢耶维奇，1672年出生，是第六子，他的五个哥哥都是异母兄弟。

1682年，彼得一世的异母兄费奥多尔三世逝世，身后无嗣。另一名异母兄伊凡五世有严重的精神疾病，所以推举十岁的彼得为沙皇。但伊凡五世的家族对此很不满，异母姐姐索菲娅·阿列克谢耶芙娜·罗曼诺娃唆使近卫军发动政变。虽然政变失败，但却使得伊凡五世和彼得成为共主，索非亚摄政，实际上手掌大权。

1689年，彼得推翻了索菲亚，将她被软禁在一所修道院中。

1694年，彼得的母亲病死，他才真正掌握了实权。

1696年，共治沙皇伊凡五世病死，彼得终于成为唯一的沙皇。

彼得一世改国号为俄罗斯帝国，君主头衔由沙皇改为皇帝。

1697年，为了对抗奥斯曼帝国，他隐姓埋名游历西欧各地，并同时派出一个庞大的代表团，出使西方各国，史称大出使。他在荷兰花费大量的时间学习造船，并目睹了欧洲各国文艺复兴的盛况，为俄罗斯改革定下了基石。

尽管俄罗斯拥有相当庞大的国土以及资源，但是大部分的工厂有效率低下，以致于经济发展严重受阻。彼得大帝一步步带领俄罗斯进入工业经济的体系，并增加政府的效能。

彼得大帝改革了俄罗斯的行政系统，俄罗斯长期以来采行小组行政，资源无法合理分配，而且笨拙的难以管理，1708年彼得大帝建立了辖省制度，政治地位较为重要的地区得到较多的自治权，而广阔的农村地区由国家直辖。

1722年，彼得大帝颁布了官秩表制度，旨在限制贵族对政治的影响，使得有才能的人可以得到提拔并获得爵位。这个制度一直持续到1917年。

为了应付巨大的军费开支，彼得大帝垄断了部分具有战略意义的产业，例如：盐、酒、橡木以及焦油，同时针对一些俄罗斯的文化习俗进行征税，例如：沐浴、钓鱼、养蜂以及蓄胡，并且向纸制品课征印花税。彼得大帝增设了人头税，即向每个农民征税，他向工人征收的税种比农民还要多。这些措施使得国库比以往增加了六倍。

彼得大帝坚决推行农奴制度，规定农奴未经主人允许不得擅自离开农地。但是他也确立了农奴阶级，比起其他国家的农奴，他们可以向国家纳税以拥有较多的权利。

1711年，彼得大帝设立了元老院，或叫参政院，是俄罗斯帝国沙皇的立法、司法和行政机构。所有的成员都是沙皇彼得一世所任命，其成员的任命和解职都要由皇帝任命才生效，元老院无法以任何方式中止运作。该机构一直延续至俄罗斯帝国解体。

彼得大帝的改革几乎包含了生活的各个层面，改革的成功使俄罗斯国力得到了极大的提高，不但取得了北方大战的胜利，同时进一步的合法化和加强俄罗斯的专制统治，深入影响了以后的苏联和为俄罗斯联邦，为俄罗斯在以后世界格局中的地位奠定了基础。