Особое внимание Пётр I уделял сбору разведывательной информации о неприятеле. В «Уставе воинском», принятом в 1716 году, военная разведка впервые получила правовую основу.
«…Особо належит ему (генерал-квартемейстеру) генеральную землю знать, в которой свое и неприятельское войско обретается».
О профессионализме русской разведки может свидетельствовать следующий факт — сообщение о подготовке шведской военной экспедиции к отправке в Архангельск поступило в Посольский приказ сразу из трех стран: Швеции, Голландии и Дании.
Еще одним важным шагом Петра I в укреплении спецслужбы стало то, что негласное сотрудничество получило законодательную основу. В его Указе, изданном в 1715 году, прямо предписывалось:
«…Кто истинный христианин и верный слуга своему государю и Отечеству, тот, без всякого сумнения, может явно доносить словесно или письменно о нужных и важных делах самому государю и пришед ко дворцу Его Царского Величества, объявить караульному сержанту, что он имеет нужное доношение, а именно о следующем:
1. О каком злом умысле против персоны Его Царского Величества или измены;
2. О возмущении или бунте;
3. О похищении казны;
4. О прочих делах доносить, кому те дела поручены».
После бегства за границу сына — наследного царевича Алексея и последовавшего за этим розыска, вскрывшего заговор, нити которого вели за границу, Пётр I вынужден был усилить контрразведку. В феврале 1718 года он образовал Тайную канцелярию для следствия по делу царевича Алексея. Она располагалась в Петропавловской крепости и имела отделение в Москве. Возглавил ее опытнейший дипломат и разведчик граф П. Толстой. Тайная канцелярия занимала более высокий статус, чем Преображенский приказ и работала под непосредственным контролем Петра I. После завершения следствия в отношении Алексея в ее ведение перешли расследование и суд по всем политическим делам «чрезвычайной важности», а также дела на раскольников. Еще одним следствием «дела цесаревича Алексея» стал сенатский указ от 31 августа 1719 года. Он установил обязательную регистрация иностранцев, прибывающих в Россию. годом ранее Указом Петра I от 17 июня 1718 года в структуре почтового ведомства было создано специальное подразделение, занимавшееся «тайным прочтением» корреспонденции — перлюстрацией.
Реформируя спецслужбу, Пётр I, чтобы не стать заложником недостоверной информации, наряду с Тайной канцелярией сохранил и Преображенский приказ. Обе канцелярии продолжали параллельную работу до конца жизни императора.
Одним из важных итогов деятельности спецслужбы того периода было предотвращение покушения на Петра I. Оперативная информация о «сём злом умысле» поступила от гонца русского посольства в Константинополе Г. Эргакия. В частности, он сообщал:
«…когда был в Бухаресте, и тогда в ночи приходил один человек, закрыв лицо свое (только очи свои показав). И говорил, что по повелению султана турецкого через подущение короля шведского велено государю мултянскому послать нарочно двух человек из греческих купцов в государство Российское под именем купеческим, будто для торгового промыслу, а в самом деле для того, чтобы они всякими мерами промысел чинили высокую персону его царского величества чрез отраву умертвить».
В ходе проверки сообщения Эргакия были установлены два богатых грека, торговавшие алмазами. Ими оказались Дементий и Пётр, обладавшие большой суммой денег и «маленькой скляночкой с отравою». По приезду в Россию их арестовали.
8 февраля 1725 года скончался Пётр I. Его смерть негативно отразилась на деятельности спецслужб. В 1726 году Тайная канцелярия была распущена и ее функции перешли к Преображенскому приказу, но ненадолго. «Возмущения и бунты», возникавшие в империи тут и там, вынудили императрицу Анну Иоанновну принять необходимые меры. В 1731 году Тайная канцелярия возобновила свою деятельность, но уже в качестве Канцелярии тайных и розыскных дел. На нее возлагались функции оперативного характера, следствия по политическим делам и иностранном шпионаже в России. Она имела статус коллегии, размещалась в селе Преображенском и состояла из сенатского секретаря В. Казаринова, нескольких подьячих, сторожей, двух палачей, одного сержанта, одного капрала и 30 солдат. На ее нужды ежегодно выделялось 3360 рублей. Вплоть до 1747 года Канцелярию возглавлял многоопытный в делах тайных князь А. Ушаков, успевший послужить в Преображенском приказе и Тайной канцелярии.