17世紀末時点のピョートル1世（在位1682年 - 1725年）のロシア帝国軍は約16万の兵力を有しており、この規模は他のヨーロッパ諸国の軍隊と比べて遜色ないものであった。だが、大北方戦争（1700年 - 1721年）緒戦のナルヴァの戦い（1700年）でロシア軍はカール12世のスウェーデン軍に惨敗を喫してしまう。この後、カール12世がポーランド＝リトアニア＝ザクセン制圧に転戦したため、ピョートル1世は軍隊を再建する余裕を得ることができた。ピョートル1世は教会の鐘を鋳つぶして大砲を製作するとともに都市民や農民を対象とした本格的な徴兵を開始した。これ以前にも臨時の徴兵は行われていたが、租税民である農民を対象とした恒常的な徴兵制度ははじめてであった。「20世帯につき1人」の兵士供出が各村に命じられたが、兵役は25年であり、事実上生涯に渡って村から切り離されることを意味しており、苛酷で死亡率の高い軍隊勤務は貧農に押しつけられる傾向が強かった。「兵士の滞納」は後を絶たなかったが、それでもピョートル1世はこの徴兵制によって年間2万人以上の新兵を得ることができた。貴族の国家勤務査閲を強化して将校の養成を行い、不足は外国人を雇用していたが、1721年の段階でほぼロシア人将校で充足することができるようになっている。陸軍参議会、海軍参議会、砲兵官庁、兵站部そして参謀本部が設けられ軍事行政も整備された。これら軍制改革で強化されたロシア軍はポルタヴァの戦い（1709年）でロシアに侵攻したスウェーデン軍を壊滅させ、大北方戦争を勝利に導いた。18世紀のロシア軍は数次にわたるオスマン帝国やペルシアとの戦争に勝利して領土を拡大させ、七年戦争ではプロイセン王フリードリヒ2世を破滅寸前に追い込んでいる。19世紀のナポレオン戦争ではロシア軍はアウステルリッツの戦い（1805年）やフリートラントの戦い（1807年）でナポレオンに敗北したものの、ロシア遠征に向かったナポレオンに壊滅的な打撃を与え、最終的な勝利者となったアレクサンドル1世（在位1801年 - 1825年）は「ヨーロッパの救済者」と呼ばれた。「ヨーロッパの憲兵」と呼ばれたニコライ1世（在位1825年 - 1855年）は欧州政治に積極的に介入し、軍事力を持ってポーランドやハンガリーの革命運動を粉砕している。しかしながら、指揮官の大部分を占める貴族出身の将校で有能な者は一部であり、兵士出身の将校・下士官は教養が低かった。ピョートル1世以来の徴兵制度は25年の兵役を課して社会から切り離すものであり、農民にとっては刑罰同然のものと考えられ、兵士の待遇は劣悪であり貴族の将校は兵士を農奴同様に扱い、軍隊内での体罰や病気での死亡率も高かった。クリミア戦争（1853年 - 1856年）が勃発した時点のロシア軍は将校27,745人、下士官兵112万人で、ヨーロッパ最大の規模であった。だが、装備は旧式で砲弾も不足しており、加えて国内の鉄道網が未整備で軍隊の急速な展開が不可能な状態にあった。ロシア軍はセヴァストポリ攻囲戦（1854年 - 1855年）で英仏軍に敗れて黒海の非軍事化を含む屈辱的な内容のパリ講和条約を結ばされ、「ヨーロッパ最強国」の自尊心は打ち砕かれた。敗戦後、アレクサンドル2世（在位1855年 - 1881年）は大改革と呼ばれる農奴解放を含んだ行政改革を実施しており、軍制改革もこれに含まれる。この当時、ドイツやフランスの軍隊は国民男子全員に兵役を課して軍隊経験を積ませる国民皆兵であるのに対し、ごく一部の国民に長期の兵役を課す農奴制・身分制的なロシアの軍制は幅広い予備兵力層を欠いており、時代遅れなものになっていた。軍事大臣ミリューチンは軍制の近代化に着手し始め、まず、軍隊内での体罰は禁止された。1861年に兵役は16年に短縮され、1874年には国民皆兵制が施行されて陸軍は兵役6年予備役9年、海軍は兵役7年予備役3年となった。もっとも、家族状況による兵役免除もあって実際の召集率は対象者の25-30%程度に留まっており、また学校教育を受けた者は兵役期間を軽減される規定により裕福な特権階級層は事実上兵役を免れている。初等兵学校、中等兵学校そして士官学校といった教育機関が整備され、貴族以外からの将校への道も広げられた。軍事行政は総合参謀本部と七つの軍事最高機関が設けられ、各部門の長による軍事評議会が組織された。露土戦争（1877年 - 1878年）でロシア軍はバルカン半島とザカフカースでオスマン軍と戦い、苦戦の末にプレヴェン要塞を陥落させてイスタンブールに迫った。オスマン帝国はサン・ステファノ条約によってバルカン半島の大部分の喪失を余儀なくされ、ベルリン会議を経てモンテネグロ、ルーマニアそしてセルビアが独立、大ブルガリア公国が成立している。アレクサンドル3世（在位1881年 - 1894年）の時代には総動員に必要とする日数の短縮、戦時における騎兵の即応性および下馬歩兵戦闘への適応（軽騎兵や槍騎兵が竜騎兵に置き換えられた）、国境地帯の要塞および鉄道網の強化そして砲兵および輜重隊の強化が図られている。ニコライ2世（在位1894年 - 1917年）の時代にはアジア方面の戦力と即応性が強化され、民兵も再編された。日露戦争（1904年 - 1905年）開戦時、シベリア鉄道はバイカル湖迂回区間が未開通であったためヨーロッパロシアからの兵員輸送に時間を要し、糧食の一部は現地調達に頼らざるを得なかった。戦術思想は銃剣突撃に固執して銃剣を固定した小銃を用いた結果、射撃精度が低下しており、運用もナポレオン戦争と大差ない密集隊形による一斉射撃だった。機関銃は配備されていたがその価値が認められるまでには時間を要した。兵士は困苦欠乏に慣れ、皇帝を素朴に崇拝しており、困難な状況でも頑強に戦ったが、戦争目的を理解していなかった。将校の質は義和団事件（1900年）の際にイギリス軍士官から「（ロシア軍は）ロバに率いられたライオン」と酷評されたもので、一部を除けば無気力で能力も低かった。ロシア陸軍は日本陸軍の攻勢を前に後退を繰り返すことになり、旅順要塞を失陥し、奉天会戦でも敗れた。この敗北が1905年革命を引き起こすことになった。この時期のロシア軍は正規兵、カザークそして民兵におおまかに区分される。1911年時点の平時戦力は将校42,000、兵110万人（うち戦闘員は95万人）であり、戦時戦力は将校75,000人、兵450万人になっていた。この兵力にほぼ無尽蔵な人的資源を加味すると第一次世界大戦（1914年 - 1918年）開戦時のロシア軍の規模はヨーロッパ最大であったが、鉄道網の慢性的な不効率はロシアの潜在的戦力を大きく減じていた。高級司令部と兵站部は汚職と不効率によってひどく弱められており、工場生産の不備から武器弾薬が不足していた。将校の質的な弱点は改善されない上に数が不足していた。近代装備についても通信システムが未整備で師団司令部が平文で無線連絡を交わし合う有り様であり、軍の自動車は700台に満たなかった。第一次世界大戦が開戦するとロシア軍はドイツ軍の予想よりも早く動員を終えて主力が不在の東プロイセンに攻め込んだが、タンネンベルクの戦いで包囲殲滅され大損害を出してしまう。ロシア軍はドイツ軍の攻勢に敗走を余儀なくされ、ポーランド、リトアニアそしてベラルーシ西部を占領された。大戦はドイツ軍、オーストリア・ハンガリー軍そしてオスマン軍を相手の総力戦となり、ロシア軍は1400万人もの動員を行ったが2年間の戦闘で530万人の犠牲者を出している。軍の士気は低下して厭戦気分が広まった。1917年に首都ペトログラードで二月革命が起こると兵士たちは皇帝の命令に従うことを拒否して蜂起した労働者の側に付き、労兵ソビエトを組織して帝政打倒を訴え、ロシア帝国を崩壊に追い込むことになる。