Всё свободное время Пётр проводил вдали от дворца — в сёлах Воробьёве и Преображенском. С каждым годом у него увеличивался интерес к военному делу. Пётр одел и вооружил своё «потешное» войско, состоявшее из сверстников по мальчишеским играм. В 1685 году его «потешные», одетые в иностранные кафтаны, под барабанный бой полковым строем шли через Москву из Преображенского в село Воробьёво. Сам Пётр служил барабанщиком.

В 1686 году 14-летний Пётр завёл при своих «потешных» артиллерию. Огнестрельный мастер Фёдор Зоммер показывал царю гранатное и огнестрельное дело. Из Пушкарского приказа были доставлены 16 пушек. Для управления тяжёлыми орудиями царь взял из Конюшенного приказа охочих к военному делу взрослых служителей, которых одели в мундиры иноземного покроя и определили потешными пушкарями. Первым надел иноземный мундир Сергей Бухвостов. Впоследствии Пётр заказал бронзовый бюст этого первого русского солдата, как он называл Бухвостова. Потешный полк стал называться Преображенским, по месту своего расквартирования — селу Преображенское под Москвой.

 В Преображенском, против дворца, на берегу Яузы был построен «потешный городок». При постройке крепости Пётр сам деятельно работал, помогал рубить бревна, устанавливать пушки. Здесь же расквартировывался созданный Петром «Всешутейший, Всепьянейший и Сумасброднейший Собор» — пародия на Православную Церковь. Сама крепость была названа Прешбургом, вероятно, по имени знаменитой в то время австрийской крепости Пресбург (ныне Братислава — столица Словакии), о которой он слышал от капитана Зоммера. Тогда же, в 1686 году, появились под Прешбургом на Яузе первые потешные суда — большой шняк и струг с лодками. В эти годы Пётр заинтересовался всеми науками, которые были связаны с военным делом. Под руководством голландца Тиммермана он изучал арифметику, геометрию, военные науки.

Прогуливаясь однажды с Тиммерманом по селу Измайлово, Пётр зашёл на Льняной двор, в амбаре которого нашёл английский ботик. В 1688 году он поручил голландцу Карштену Брандту отремонтировать, вооружить и оснастить этот бот, а затем спустить на Яузу-реку. Однако Яуза и Просяной пруд оказались тесными для корабля, поэтому Пётр отправился в Переславль-Залесский, к Плещееву озеру, где заложил первую верфь для строительства судов. «Потешных» уже было два полка: к Преображенскому прибавился Семёновский, расположившийся в селе Семёновское. Прешбург уже совершенно походил на настоящую крепость. Для командования полками и изучения военной науки нужны были люди знающие и опытные. Но среди русских придворных таких не было. Так Пётр появился в Немецкой слободе.

Первый брак Петра

Немецкая слобода была ближайшей «соседкой» села Преображенское, и Пётр уже давно присматривался к её любопытной жизни. Всё большее и большее количество иностранцев при дворе царя Петра, как например, Франц Тиммерман и Карштен Брандт, были выходцами из Немецкой слободы. Всё это незаметно привело к тому, что царь стал частым гостем в слободе, где скоро оказался большим поклонником непринужденной иноземной жизни. Пётр закурил немецкую трубку, стал посещать немецкие вечеринки с танцами и выпивкой, познакомился с Патриком Гордоном, Францем Яковлевичем Лефортом — будущими сподвижниками Петра, завёл роман с Анной Монс. Против этого строго выступала мать Петра. Чтобы образумить 17-летнего сына, Наталья Кирилловна решила женить его на Евдокии Лопухиной, дочери окольничего.

Пётр не перечил матери, и 27 января 1689 года была сыграна свадьба «младшего» царя. Однако менее чем через месяц Пётр покинул жену и уехал на несколько дней на Плещеево озеро. От этого брака Пётр имел двух сыновей: старший, Алексей, был наследником трона до 1718 года, младший, Александр, умер во младенчестве.

Воцарение Петра I

Активность Петра сильно тревожила царевну Софью, понимавшую, что с наступлением совершеннолетия сводного брата ей придётся расстаться с властью. Одно время сторонниками царевны вынашивался план коронования, но Патриарх Иоаким был категорически против.

 Походы на крымских татар, осуществлённые в 1687 и 1689 годах фаворитом царевны В. В. Голицыным, были малоуспешны, но преподносились как крупные и щедро вознаграждаемые победы, что вызывало недовольство многих.

8 июля 1689, в праздник Казанской иконы Богоматери, произошёл первый публичный конфликт между возмужавшим Петром и Правительницею. В тот день, по обычаю, совершался крестный ход из Кремля в Казанский собор. По окончании обедни Пётр подошёл к сестре и объявил, чтобы она не смела идти вместе с мужчинами в процессии. Софья приняла вызов: взяла в руки образ Пресвятой Богородицы и пошла за крестами и хоругвями. Не подготовленный к такому исходу дела, Пётр покинул ход.

7 августа 1689 года неожиданно для всех произошло решающее событие. В этот день царевна Софья велела начальнику стрельцов Фёдору Шакловитому снарядить побольше своих людей в Кремль, будто бы для сопровождения в Донской монастырь на богомолье. Вместе с тем распространился слух о письме с известием, что царь Пётр ночью решил занять своими «потешными» полками Кремль, убить царевну, брата царя Ивана, и захватить власть. Шакловитый собрал стрелецкие полки, чтобы идти «великим собранием» на Преображенское и побить всех сторонников Петра за их намерение убить царевну Софью. Тогда же послали троих верховых наблюдать, что делается в Преображенском с заданием сразу сообщить, если царь Пётр куда-либо выедет один или с полками.

Сторонники Петра среди стрельцов послали двух единомышленников в Преображенское. После донесения Пётр с небольшой свитой в тревоге поскакал в Троице-Сергиев монастырь. Следствием пережитых ужасов стрелецких выступлений была болезнь Петра: при сильном волнении у него начинались конвульсивные движения лица. 8 августа в монастырь прибыли обе царицы, Наталья и Евдокия, вслед за ними пришли «потешные» полки с артиллерией. 16 августа от Петра пришла грамота, чтобы от всех полков были присланы в Троице-Сергиев монастырь начальники и по 10 человек рядовых. Царевна Софья настрого запретила исполнять это повеление под страхом смертной казни, а царю Петру отправили грамоту с извещением, что никак нельзя исполнить его просьбу.

27 августа пришла новая грамота царя Петра — идти всем полкам к Троице. Большая часть войск повиновалось законному царю, и царевне Софье пришлось признать поражение. Она сама отправилась в Троицкий монастырь, но в селе Воздвиженское её встретили посланники Петра с приказом вернуться в Москву. Вскоре Софья была заключена в Новодевичий монастырь под строгий присмотр.

7 октября был схвачен и потом казнён Фёдор Шакловитый. Старший брат, царь Иван (или Иоанн), встретил Петра в Успенском соборе и фактически отдал ему всю власть. С 1689 года он не принимал участия в правлении, хотя до самой смерти 29 января (8 февраля) 1696 года продолжал быть соцарём. Мало участвовал в правлении поначалу и сам Пётр, предоставив полномочия роду Нарышкиных.