Участие Петра в государственных делах ограничивалось во время регентства Софьи присутствием при торжественных церемониях. По мере того, как юноша подрастал и расширял свои военные забавы, Софья начинала все более тревожиться за свою власть и стала принимать меры для ее сохранения.
В январе 1689 года Петру исполнилось 16 лет, и Софья должна была сложить свои полномочия. Но самолюбивая царевна не собиралась этого делать. Она демонстративно подчеркивала свою власть, ее стали называть самодержицей и воздавать ей царские почести. Это вызвало тревогу у сторонников Ивана и Петра. Вся надежда царевны Софьи была на стрельцов, которых она готовила к выступлению в свою защиту и к отрешению от власти своих меньших братьев.
В ночь с 7 на 8 августа 1689 года Софья в Кремле ожидала нападения «потешных войск» из Преображенского. Петр же, прознав, что фаворит сестры, глава Стрелецкого приказа Ф. Л. Шакловитый приказал стрельцам напасть на Преображенское, спешно ускакал в Троице-Сергиев монастырь. Вскоре туда к нему приехали многие бояре, дворяне и патриарх Иоаким. Двинулись в Троицу на поклон к законному царю также стрелецкие и солдатские полки. Софья осталась в Кремле без реальной вооруженной силы, лишь с немногими своими приверженцами.
Молодой Петр одержал победу над сестрой, ее фавориты были казнены или отправлены в ссылку, а сама Софья заточена в келье Новодевичьего монастыря.
Власть перешла к сторонникам Петра I. Царь Иван вплоть до своей смерти в 1696 году лишь формально делил престол с братом, появляясь перед народом при торжественных церемониях.
На первых порах, однако, «царское величество оставил свое правление матери своей, а сам препровождал время свое в забавах экзерциций военных». Правление царицы Натальи представлялось современникам эпохой реакции против реформаторских стремлений Софьи.
Сам же Петр до 24 лет продолжал жить преимущественно в подмосковном селе Преображенском, занимаясь военными маневрами с солдатами и офицерами Преображенского и Семеновского полков. Он редко появлялся в Московском Кремле, зато посетил Переславль-Залесский, Воронеж, дважды Архангельск и другие города.
Военные потехи Петра все ширятся, они послужили началом формирования новой армии и будущего флота. Например, маневры в 1694 году в течение трех недель около подмосковного села Кожухова на берегу Москвы-реки, в которых участвовало до 30 тысяч человек, велись по плану, разработанному шотландским военным инженером Петром (Патриком) Гордоном. Эта военная игра стала предвестником Азовских походов 1695 и 1696 годов.
