В детстве П. I получил домашнее образование. Физически крепкий, подвижный, любознательный и способный, обладая хорошей памятью, он учился легко и охотно. Грамоту, историю и географию ему преподавали Ф. Петрова, Н. М. Зотов и А. Нестеров. С помощью дворцовых мастеров он освоил много ремёсел (столярное, токарное, оружейное, кузнечное, паяльное, часовое, типографское). Особую роль в становлении личности П. I сыграли военные «потехи», для чего были созданы отряды «потешных» , ставшие впоследствии гвардией и ядром русской регулярной армии. Значительное влияние на формирование взглядов и интересов П. I оказали иностранцы (Ф. Я. Лефорт , П. И. Гордон , Я. В. Брюс и др.), которые явились его учителями в различных областях. П. I с юных лет знал немецкий язык, а затем изучал голландский, английский и французский языки. В течение жизни он пополнял знания, уделяя особое внимание военному делу. В 1688—1693 под руководством голландского мастера Ф. Тиммермана и русского мастера Р. Карцева учился строить корабли на Переяславском озере. В 1697—98 во время первой заграничной поездки прошёл полный курс артиллерийских наук в Кенигсберге, полгода работал плотником на верфях Амстердама, изучая корабельную архитектуру и черчение планов, окончил теоретический курс кораблестроения в Англии. По приказу П. I в др. странах закупались книги, приборы, оружие, приглашались иностранные мастера и учёные, посылались за границу для обучения русские молодые дворяне. П. I встречался с Г. Лейбницем , И. Ньютоном и др. учёными, в 1717 он был избран почётным членом Парижской АН.
Во 2-й половине 80-х гг. начались столкновения между П. I и Софьей, стремившейся к единовластию. В августе 1689, получив известия о подготовке Софьей дворцового переворота, П. I поспешно уехал из с. Преображенского (под Москвой) в Троице-Сергиев монастырь (ныне Загорск), куда прибыли верные ему войска и его сторонники. Вооруженные отряды дворян, собранные гонцами П. I, окружили Москву. Софья была отрешена от власти и заключена в Новодевичий монастырь, её приближённые сосланы или казнены. После смерти Ивана Алексеевича (1696) П. I стал единодержавным царём.
Во время своего царствования П. I проявил глубокое понимание государственных задач, стоявших перед Россией, и провёл крупные реформы, направленные на преодоление отсталости России от передовых стран Запада и использование её огромных природных ресурсов при сохранении и укреплении феодально-крепостнического строя. Реформы П. I были исторически закономерным явлением, обусловленным предшествующим внутренним развитием России и резким обострением классовых и внутриклассовых противоречий в конце 17 в., а также осложнением её международного положения.
Реформаторская деятельность П. I протекала в острой борьбе с реакционной оппозицией. Уже первые, сначала поверхностные, попытки преобразований вызвали недовольство и сопротивление консервативных кругов боярства и духовенства. Это выразилось, в частности, в заговоре И. Цыклера (1697) и мятеже московских стрельцов (1698) в пользу Софьи, который был жестоко подавлен П. I (1182 чел. казнено), а московские стрелецкие полки были расформированы. В ослабленной и замаскированной форме сопротивление оппозиции продолжалось вплоть до 1718 (так называемый заговор Алексея Петровича).
Преобразования П. I коснулись всех сфер общественной жизни, содействовали возвышению господствовавшего класса дворян-помещиков, росту торговой и мануфактурной буржуазии. П. I расширил владельческие права помещиков над имуществом и личностью крепостных, заменил подворное обложение крестьян подушной податью , издал указ о посессионных крестьянах, которых разрешалось приобретать владельцам мануфактур, практиковал массовую приписку государственных и ясачных крестьян к казённым и частным заводам, мобилизацию крестьян и горожан в армию и на строительство городов, крепостей, каналов и др. Указ о единонаследии 1714 уравнял поместья и вотчины, предоставив их владельцам право передавать недвижимое имущество одному из сыновей, и тем самым закрепил дворянскую собственность на землю. Табель о рангах 1722, установив порядок чинопроизводства в военной и гражданской службе не по знатности, а по личным способностям и заслугам, содействовала консолидации дворянства и расширению его состава за счёт преданных царскому правительству лиц из разных слоев. Сопротивление народных масс растущему угнетению со стороны помещиков и феодального государства вылилось в крупные антифеодальные движения (Астраханское восстание 1705—06 , Булавинское восстание 1707—09 , Башкирские восстания 17—18 вв .), жестоко подавленные царским правительством.