ニコライ1世は戦争中に死去しており、帝位を継いだアレクサンドル2世（1855年 - 1881年）は不利な内容のパリ条約の締結を余儀無くされた。アレクサンドル2世はロシアの後進性を克服するための改革を志し、1861年に農奴解放令を発布したが、地主貴族に配慮した不十分なもので社会問題は解消されなかった。これ以外にも地方行政・司法・教育・軍制の諸改革が実施され、一連の改革は大改革と呼ばれる。オスマン帝国との露土戦争 (1877年-1878年)に勝利してバルカン諸国の独立を実現させるとともに、バルカン半島への影響力も拡大するが、警戒した列強国の干渉を受け、ベルリン会議で譲歩を余儀なくされている。国内の知識人の間では革命思想が広がり、ナロードニキ運動が起こった。政府はこれを弾圧するが、アレクサンドル2世は革命派の爆弾テロで暗殺された。