伊洛夫下士随团出访，先后在荷兰的萨尔丹、阿姆斯特丹和英国的伦敦等地学习造船和航海技术，并聘请大批科技人员到俄国工作。
1698年夏从维也纳回国，平息射击军叛乱并将其解散。
随后，全面推行欧化改革，经济方面，鼓励发展工场手工业，振兴国内外贸易，凿运河，开商埠，扩大出口，为俄国近代工业奠定了基础。
政治方面，取消领主杜马，废除大教长，设立枢密院，打击保守势力，甚至不惜处死皇太子，加强以沙皇为首的中央集权。
社会文化方面，建学校，办报纸，剃胡须、剪长服，革除陈规陋习，注重培养和选拔人才，主张唯才是举。
军事方面，实行征兵制，统一编制，建立由步兵、骑兵、炮兵和工兵组成的正规陆军，并扩建海军舰队。
在进行全面改革的同时，发动夺取波罗的海出海口的战争。
为对付称雄波罗的海的北欧强国瑞典，先后同萨克森选帝侯兼波兰国王奥古斯特二世、丹麦国王腓特烈四世建立北方同盟。
1700年初，彼得大帝在北方战争爆发后，于8月对瑞宣战。
11月俄军在纳尔瓦初战失利后，进一步进行军事改革，发展军事工业，以利再战。
1701到1704年利用瑞军主力陷入波兰之机，率兵向波罗的海沿岸进攻，先后攻占诺特堡、尼延尚茨堡、纳尔瓦和伊万哥罗德等地。
1703年起在涅瓦河口大兴土木，建立新都圣彼得堡。
1708年初在瑞典国王查理十二率兵大举进攻俄国之际，指挥俄军实施战略退却，诱敌深入，坚壁清野，以小部队不断袭扰、消耗和疲惫瑞军。
10月亲率俄军在列斯纳亚附近歼灭勒文豪普特指挥的瑞典援军，歼敌9000余人，夺取其全部火炮和辎重。
1709年7月在波尔塔瓦战役中，指挥俄军歼灭瑞军主力，扭转了战局。
查理十二率千余人逃往土耳其。
土耳其对俄宣战后，1711年夏率军南征土耳其，在普鲁特河畔陷入土军和克里木汗国军队重围。
因弹尽粮绝被迫乞和，以归还亚速、允许查理十二过境回国为条件，与土耳其停战。
随后，恢复对瑞典的进攻。
1714年8月亲率俄国舰队前卫在汉科角海战中击败瑞典舰队，取得海军建立以来第一次胜利，自晋海军中将。
1721年9月与瑞典签订《尼斯塔特和约》，夺取大片土地，并取得波罗的海出海口。
10月被枢密院封为大帝和祖国之父，俄国改国号为俄罗斯帝国。
1722到1723年发动侵略波斯的战争，夺取里海西岸和南岸部分地区；同时继续向远东扩张，侵占堪察加半岛和千岛群岛。
晚年曾企图率兵侵占中国长城以北地区，因力量有限而未能
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