彼得一世在进行对外侵略战争的同时，实行了一系列改革。纳尔瓦战役失败后，彼得决定进行军事改革。他采取募兵制，规定每25户出一名终生服役的步兵，从而建立起一支20万人的陆军。彼得非常重视海军。在彼得以前，俄国没有一艘战船。彼得首先建立了亚速海舰队，但是普鲁特河畔战役失败后，被迫取消了这支舰队。北方战争开始后，正式建立起全国第一支舰队——波罗的每舰队，由40多艘大帆船和200多艘小型划船组成。通过改革，俄国的陆、海军成为当时欧洲最强的军队之一。
彼得对国家行政机构进行了全面改革。在17世纪时，领主杜马（议会）起很大作用，沙皇颁布诏书时，一开头总是写着： “沙皇诏谕，经领主认可。”彼得不能容忍别人分权，他直接用个人名义发布诏书。领主杜马被无声无息地取消了。1711年，彼得下令成立新的最高权力机关——参政院。1722年，又设总监察官，负责监督政府各机关的工作。另外，还成立了12个院，分工管理某一部门的事务，如外交院、陆军院、海军院、司法院等。在地方上，彼得把全国分为8个州，后来下面又分为50个省，设专门官吏管理军事、税收等项事务。1722年，发布“官秩表”，把全国文武官员分为l4个等级。贵族子弟必须从低级官吏做起，然后才能获得高级官衔。非贵族出身的人，如果有特殊才能和贡献也可以做高官，当他们升到八等以上，就被列为贵族。