ناصرالدین‌شاه
صدر اعظم‌ها > امیرکبیر

مقالهٔ اصلی: امیرکبیر
از پیشامدهای مهم این دوران شورش حسن خان سالار پسر الله‌یار خان آصف‌الدوله صدراعظم فتحعلی شاه بود که پس از پایان پادشاهی محمد شاه سر به شورش برداشته بود. امیرکبیر مرادمیرزا حسام‌السلطنه را برای سرکوب وی فرستاد، که پس از سه سال کشمکش سرانجام این غائله با کشته‌شدن سالار پایان یافت. هم چنین در این دوران سران بابی سرکوب شدند و خود باب نیز تیرباران شد.
هنگامی که امیر و شاه به تهران رسیدند شمار ارتش ایران تنها ۳۰۰ تن بود.[نیازمند منبع] امیرکبیر که خود سپهسالار کل ایران بود به نظم و ساماندهی سپاه پرداخت و برای آموزش ارتشیان اقدام به استخدام آموزگار از خارج نمود و به صنعت اسلحه‌سازی رونق داد. او همچنین فرمان حذف لقب‌های اضافی در نامه‌نگاری‌ها را داد و به فرمان او حتی خود وی را نیز تنها با لقب جناب می‌خواندند. وی هم چنین تلاش کرد جلوی رشوه‌خواری را بگیرد و به درآمد کارکنان دولت سامان دهد.
امیر کبیر به زیباسازی تهران و پیشرفت پایتخت نیز کوشید، در این راستا دست به ساخت بازار امیر و کاروانسرای امیر و تیمچه‌های نو زد. همچنین به پاکیزگی گرمابه‌ها رسیدگی کرد و در اندیشهٔ کشاندن بخشی از آب رود کرج برای آشامیدن مردم تهران بود که دورهٔ زمامداری‌اش به پایان رسید و این طرح و دیگر اندیشه‌هایش ناکام ماند.
اقدامات امیر کبیر که به سود تودهٔ ایرانیان و به زیان شاهزادگان، دارایان، ملاها و اشراف بود، خشم این دسته‌ها را برانگیخت و چون امیر جلوی دست‌اندازی مهد علیا را نیز در کارهای کشور گرفته‌بود، همه ایشان به گرد او جمع شدند. مهد علیا می‌کوشید تا میرزا آقاخان نوری را که در آن زمان وزیر لشکر بود جایگزین امیر کبیر کند. پس شاه را انگیخت تا امیر را کنار بزند، اگرچه شاه جوان در آغاز در برابر خواسته ایشان ایستادگی کرد. اما اندک‌اندک از ۱۲۶۷ قمری میان شاه و امیر کبیر به هم می‌ریخت و شاه دچار بدگمانی به صدراعظمش می‌شد. اختلاف نظر میان شاه و امیر بالا می‌گرفت، برای نمونه یک بار شاه یکی از برادرانش را به فرمانروایی قم فرستاد ولی امیر او را بازگرداند و شاه که دلش از این کار امیر کبیر تیره شده بود او را باز به قم فرستاد. این‌گونه بود که شاه امیر کبیر را از صدر اعظمی کنار گذارد و او را به فرمان‌روایی کاشان گمارد؛ ولی کمی پس از آن که سفیر روسیه دست به اقداماتی نظامی به ظاهر به سود امیر کبیر زد، ناصرالدین‌شاه که بیمناک شده‌بود، امیر را به باغ فین در کاشان فرستاد و چندی پس از آن امیرکبیر به فرمان شاه به قتل رسید.
قتل امیرکبیر در ماه ربیع‌الاول سال ۱۲۶۸ (قمری) اتفاق افتاد. پس از کشتن امیرکبیر عزمی که او در باب تغییر و تحول دستگاه دولتی قاجار از خود نشان داده بود تکرار نشد، ولی وی باعث شد ناصرالدین‌شاه تا حدودی به اصلاحات علاقه‌مند شود. سیاست‌های خارجی و داخلی ناصرالدین‌شاه نیز در سال‌های بعد تا حدودی متأثر از اقدامات امیرکبیر بود.
دارالفنون در روز یکشنبه ششم دی ماه ۱۲۳۰ برابر با پنجم ربیع‌الاول ۱۲۶۸ قمری، سیزده روز پیش از قتل امیرکبیر و با حضور ناصرالدین‌شاه، آقاخان نوری صدراعظم جدید و گروهی از دانشمندان و معلمان ایرانی و اروپایی با ۳۰ نفر شاگرد به‌طور رسمی گشایش یافت.
در روزنامه وقایع اتفاقیه آمده است:
در روز یکشنبه پنجم ماه ربیع نخستین از سال ۱۲۶۸ هجری مطابق سنه خامسه از جلوس سعادت مأنوس، مدرسه مبارکه دارالفنون، واقعه در ارک محروسه تهران که بنا و انشاء از سال سابق شروع شده بود بر حسب امر فرمان مطاع افتتاح گردید و از آن تاریخ علوم مستظرف و فنون مستحدث و صنایع مستغرب که حکمای اروپا اساس آن‌ها را در ظرف چندین قرن برپا ساخته بودند در این تأسیس با تقدیس انتشار همی گرفت و اشتهار همی پذیرفت.
در آن زمان هفت معلم اتریشی، آموزش محصلینی را که اغلب از خانواده‌های مهم و بانفوذ بودند، بر عهده داشتند. با وجود آغاز به کار مدرسه عملیات ساختمانی آن تا سال ۱۲۶۹ هجری قمری ادامه داشت. در سال ۱۳۰۴ قمری نیرالملوک وزیر علوم تالار نمایشی در مدرسه ساخت تا مکانی برای اجرای تئاتر باشد. از آن زمان درِ اصلی مدرسه در خیابان همایون بسته و دری به خیابان ناصریه سابق و ناصر خسرو فعلی گشوده شد بعدها با اعتراض سفیر انگلستان به ملیت اتریشی این افراد، چند استاد ایتالیایی، فرانسوی و آلمانی نیز به این افراد اضافه شدند. سه استاد ایرانی طب، عربی و جغرافیا و یک استاد فرانسوی مقیم ایران نیز بزودی به این جمع افزوده شدند.