彼得急于打开通往黑海的出口。1695年1月，他亲自率领3万军队，攻打土耳其，企图占领亚速海。但是由于俄国当时没有海军，无法切断土耳其的海上供应线，在这次战争中失利。彼得并不灰心，用一年多时间建立了一支舰队，然后从水陆两路进攻土耳其。土耳其战败求和，亚速海落到了俄国手中。

然而，战争也暴露了俄国的弱点。彼得深深感到，仅仅依靠这点力量同其他强国较量是很难取胜的。他决定派一个使团到西欧各国考察。1697年，这个使团出发，在西欧考察将近一年。彼得化名彼得·米哈依洛夫，以下士的身份，随同前往。在考察期间，他十分留心西欧的先进科学技术。为了掌握造船技术，在荷兰的萨阿尔丹一家著名的造船厂里，他还当了一名普通的木匠。可是他那高大的身材和超人的气魄很快就让人认出他是彼得一世了。于是，彼得又悄悄来到荷兰首都阿姆斯特丹，在一家最大的船厂里当学徒，一干就是4个多月。后来，他又到美国一家造船厂学习造船理论。空闲的时候，彼得总是去参观手工工场、博物馆，访问著名的专家、学者，并且聘请一些人到俄国去任职。他在伦敦期间，还考察了英国的国家制度，出席过国会的会议，甚至参加了皇宫的化装舞会。彼得像一个好学的小学生，对西欧的生活、文化和技术都抱着认真了解和学习的态度。他在寄往莫斯科的信上总要盖一个印，印文是：“我是一个寻师问道的学生。”

本来，彼得打算在西欧多住些时候，但是后来从国内传来了索菲亚再次策划叛乱的消息，只得急忙赶回莫斯科，平定了这次叛乱。195名叛军被绞死在诺沃得维奇修道院索菲亚卧室的窗外，有上千人先后被处死，索菲亚被迫出家当了修女。

平息叛乱以后，彼得开始在俄国推行全面改革。他集中力量发展工业，开办手工工场，向工场提供贷款和足够的劳动力。到他去世的时候，俄国的手工工场已经从20个增加到240个；生铁产量从1700年的15万普特增加到81．5万普特（1普特等于16．38公斤），并且开始向国外出口。彼得对发展商业也十分注意，征召了大批农奴开凿运河，建设通商口岸；为了保护本国的工商业，还下令“凡国内能够生产的产品，一律提高关税率”。

彼得重视改革文化教育，开办工程技术学校、航海学校、炮兵学校、造船学校、海军学院等专门学校，派遣留学生到西欧学习。他还创建了博物馆、图书馆和剧院，创办了俄国第一份报纸《新闻报》，由他亲任主编。

对于原来的那些守旧无能、臃肿混乱的政权机构，彼得采取坚决措施，全部取消，设立了9人枢密院和9个中央机关委员会（后来增加到12个）。他还废除了大主教的职务，设立宗教院来管理宗教事务，使宗教从属于国家政权。把全国分为8个大州，下设50个省，地方政权完全属于中央。

彼得花了很大气力进行军队的改革。兴办兵工厂，造船、铸炮，改善军队的武器装备，在军队中首先使用马拉炮车，要求军队的各级指挥官在近卫军团和专门的学校接受正规训练。同时，扩大征兵，建立了一支拥有130个兵团、20万士兵的强大陆军和一支拥有48艘战舰和多艘小艇的海军。

彼得在改革过程中深深感到，过去按出身门第选用官吏这种制度的腐败，决定打破这个旧传统，根据能力大小来任用各级官吏。这一改革，使一些出身低微的人在政府中升任要职。彼得的第一位总检察长雅古任斯基童年时当过猪倌；他的亲信大臣、陆军元帅缅西科夫曾经在莫斯科街头卖过肉包子。

彼得的改革很有成效，俄国变得富强了，他向外侵略扩张的野心也大了起来。从1700年到1721年，俄国同北方的瑞典进行了长达21年的“北方战争”，目的是从瑞典手里夺取波罗的海的出海口。瑞典也是一个欧洲军事强国，打败它很不容易。1700年，俄军在纳尔瓦和瑞典打了第一个硬仗，被打得溃不成军，几乎全军覆没。一年后，彼得重整旗鼓，再次攻打瑞典在波罗的海沿岸的要塞，占领了诺特堡、尼恩尚茨堡和纳瓦尔等城市。后来俄军又屡次取得胜利。1721年，双方签订和约，俄国从瑞典手中夺走了芬兰湾、里加湾沿岸土地。

彼得对于夺取波罗的海出海口是煞费心机的。1703年，在“北方战争”初步取得胜利以后，彼得就在涅瓦河口附近的科特林岛上修建喀琅施塔特要塞，同时又在叶尼萨利岛上建立彼得—保罗要塞。彼得—保罗要塞地处大涅瓦河、小涅瓦河的汇合点，控制着通向波罗的海的水路。彼得选中这块地方作为未来的首都，使它成为真正的通向欧洲的窗口。他驱使成千上万的农奴大兴土木，在这些荒岛上建起一幢幢房屋、宫殿和一座座堡垒。1713年，新首都的建设已经初具规模，为了炫耀自己的功绩，彼得就用自己的名字，给这个城市取名为彼得堡（现在的列宁格勒）。不久，彼得下令把首都从莫斯科迁到这里。

1721年10月，俄国枢密院把“大帝”和“祖国之父”的称号献给彼得，俄国也正式改称俄罗斯帝国。彼得的野心很大。在东方，他派兵侵占了额尔齐斯河上游的全部土地，还妄想打到中国的长城脚下。但是，当时的俄国还没有这样大的力量，俄国侵略军被阻在雅美谢夫湖，被中国准噶尔军队消灭。

彼得的改革和连年的战争，的确打开了通向欧洲的窗口。但是受益的是大商人和贵族地主，人民群众却承受了改革和战争的全部负担。苛捐杂税压得他们喘不过气来。俄国社会的各种矛盾越来越尖锐。彼得在位期间，接连发生了阿斯特拉罕、顿河哥萨克和巴什基尔等几次大规模起义。所以说，俄国这扇通向西欧的窗口是用人民的血和泪打开的。