После почти тридцати лет управления государством великий князь Василий III сосредоточил в своих руках огромную власть. Современники недаром бранили его за то, что он решает все дела с несколькими ближайшими советниками – «сам-третей у постели» – без совета с Боярской думой. При Василии III в состав думы входили примерно 11-12 бояр. Добрую половину членов думы: двое Шуйских, двое Горбатых, Андрей Ростовский, дворецкий Иван Кубенский-Ярославский – составляла коренная суздальская знать. Из старомосковских родов боярский чин имели трое Морозовых, Воронцов и Юрьев-Захарьин.
Статус Боярской думы – органа аристократического управления, сохранялся неизменным, но ее фактическая роль в управлении государством менялась. В период правления Ивана IV Васильевича изменился социальный состав Думы. Если прежде в ней заседали с царем думные бояре и окольничие, т.е. существовало два думных чина и их получали только бояре, то теперь появились два новых чина – думные дворяне и думные дьяки, корпус которых формировался на основе не принципа родовитости, а по личным служебным заслугам. Оставаясь аристократическим органом Дума постоянно увеличивала свой состав за счет низших чинов – думных дворян и думных дьяков. В период с 1547 по 1549 год состав Думы обновился и пополнился. В эти годы число думских чинов выросло до 32 человек, из них 18 стали членами Думы.
Первыми в состав думы вошли руководители Казенного приказа – двое казначеев и хранитель большой государственной печати – «печатник». В 1560-х годах думными дьяками стали разрядный, поместный и посольский дьяки. Они постоянно присутствовали на заседаниях думы и докладывали дела. Боярская дума контролировала деятельность приказов, периодически посылая туда окольничих и бояр. По существу, приказы стали разветвленной канцелярией думы. С образованием приказной системы Боярская дума окончательно конституировалась в высший орган государственной власти.
Из состава боярской Думы стала выделяться «ближняя дума» из особо доверенных лиц царя (в том числе не имеющих думского чина), с которыми он предварительно обсуждал и принимал решения по вопросам государственного управления. Почти все деятели Избранной Рады стали членами Думы. Функции Думы не были четко определены, основывались на обычном праве, традиции и определялись формулой «государь сказал, и бояре приговорили». К ее компетенции относились вопросы внутренней и внешней политики, суда и администрации. Отдельные самостоятельные указы царя, как правило, объясняются необходимостью оперативного решения какого-либо вопроса или его относительной незначительностью, а боярские приговоры без указа царя – соответствующим поручением или междуцарствием. Дума из органа совещательного превратилась в орган совещательно-законодательный, ведавший обширным кругом судебных и административных дел. Законодательное право Думы, по утверждению В.О. Ключевского, было впервые подтверждено «Судебником» (1550), статья 98-я которого гласила: «А которые будут дела новые, а в сем «Судебнике» не написаны, и как те дела с государева докладу и со всех бояр приговору вершатся, и то дела в сем «Судебнике» приписывати». Это не означало, что государь не мог без Думы решать дела или издавать законы. Но, как правило, заседания Думы проходили в присутствии царя: «сидения царя с боярами о делах», либо по указу и полномочию царя в его отсутствие. Заседала Боярская дума в царском дворце, когда 3 раза в неделю (по свидетельству Дж. Флетчера в конце XVI века), когда «всякий день», «с утра рано и после обеда в вечерни» (по свидетельству Г. Котошихина во второй половине XVII века). По заведенному распорядку члены Думы делили с царём и все его обыденные дела: обедали, ходили в церковь, почивали после обеда. К концу XVII века Дума разрослась, достигнув при Фёдоре Алексеевиче 167 человек. Дума, как институт государственной власти была ликвидирована Петром I.
В течение XVI века между великокняжеской властью и Думой шел довольно бурный «диалог» о праве участвовать в управлении государством, ограничивать самовластье единодержавного монарха. Особенно сильные опалы и казни члены Боярской думы и вообще родовитое боярство пережили при Иване IV Грозном, который не хотел «держать при себе советников умнее себя». Не случайно потом, во время Смуты, набравшая силу Боярская дума брала с избираемых царей крестоцеловальные записи («письма»), «чтобы им быти не жестокими и не опальчивыми и мыслити о всяких делах с бояры и с думными людьми сообща, а без ведома их тайно и явно никаких дел не делати». Такую «крестоцеловальную грамоту» подписывал, к примеру, Василий Шуйский.