Уже будучи императором, Николай II женился на принцессе Гессен-Дармштадтской Алисе (ее полное имя Луиза-Виктория-Алиса-Елена-Бригитта-Беатриса, в православии Александра Федоровна). Она приходилась жениху троюродной сестрой (как и в случае с Петром III и Екатериной II), поэтому родители наследника были против этого брака и лишь у умирающего Александра III Николай выпросил благословение на брак. Мать же Николая И, вдовствующая императрица Мария Федоровна, до конца своих дней отрицательно относилась к выбору сына. У императора было четыре дочери и сын Алексей, с детства страдавший неизлечимой болезнью. Алексей родился в 1904 г., до этого же момента наследником престола считался младший брат Николая, Михаил.
В период царствования Николая II Россия участвовала в двух войнах — с Японией в 1904–1905 гг. и первой мировой, начавшейся в 1914 г. Обе эти войны для России заканчивались революциями, а последняя — крушением Российской империи.
Понимая сложившееся в стране положение, в 23 часа 30 минут 2(15) марта 1917 г. Николай II подписал манифест об отречении. В нем говорилось: «…В эти решительные дни в жизни России почли Мы долгом совести облегчить народу Нашему тесное единение и сплочение всех сил народных для скорейшего достижения победы и, в согласии с Государственной Думой, признали Мы за благо отречься от Престола Государства Российского и сложить с Себя Верховную власть. Не желая расставаться с любимым Сыном Нашим, Мы передаем наследие Наше Брату Нашему, Великому князю Михаилу Александровичу, и благословляем его на вступление на Престол Государства Российского…» В посланной в этот же день телеграмме Николай II обращается к брату Михаилу: «Его императорскому величеству Михаилу Второму», однако уже на следующий день Михаил заявил: «…при настоящих условиях я не считаю возможным принять престол. Предоставляю окончательное решение Учредительному собранию». Передав все полномочия Учредительному собранию, Михаил тем самым как бы поставил точку в истории Российской империи.