Car Alexandr II., který v roce 1855 nastoupil po Mikuláši I., byl liberálně naladěný muž, který neviděl jinou možnost než provést změny v důsledku katastrofálního výkonu armády, hospodářství a vlády během krymské války. Alexandr zahájil zásadní reformy ve školství, státní správě, soudnictví a armádě.
V roce 1861 vyhlásil osvobození 20 milionů soukromých nevolníků. Místní komise provedly emancipaci tím, že nevolníkům přidělily půdu a svobodu. Půda přidělená rolníkům byla od majitelů vykoupena s pomocí státu. Vláda za tímto účelem vydala majitelům půdy dluhopisy a od rolníků vybírala výkupní platby ve výši 5 % celkových nákladů ročně. Vláda předpokládala, že 50 000 bývalých statkářů, kteří vlastnili statky o rozloze větší než 1,1 km2 , bude prosperovat i bez nevolníků a bude nadále zajišťovat loajální politické a správní vedení na venkově. Vláda také očekávala, že rolníci budou produkovat dostatek plodin pro vlastní spotřebu a pro exportní prodej, čímž pomohou financovat většinu vládních výdajů, dovoz a zahraniční dluh.
Reformy místní správy úzce navazovaly na emancipaci. V roce 1864 byla většina místních samospráv v evropské části Ruska organizována do guberniálních a okresních volených samospráv (zemstev), které se skládaly ze zástupců všech tříd a byly zodpovědné za místní školy, zdravotnictví, silnice, věznice, zásobování potravinami a další záležitosti. V roce 1870 byly vytvořeny volené městské rady neboli dumy. Zemstva a dumy, ovládané vlastníky nemovitostí a omezované guberniálními správci a policií, vybíraly daně a pracovní síly na podporu své činnosti.
V roce 1864 provedl Alexandr II. velkou soudní reformu. Ve velkých městech zřídil soudy s porotami. Obecně soudní systém fungoval efektivně, ale vláda neměla dostatek financí a kulturního vlivu, aby rozšířila soudní systém na vesnice, kde nadále fungovalo tradiční rolnické soudnictví s minimálními zásahy zemských úředníků. Ruský soudní systém byl vytvořen podle vzoru soudobého francouzského a německého práva. Každý případ musel být rozhodován na základě jeho podstaty, nikoli na základě precedentů. Tento přístup zůstal zachován dodnes.
Další významné reformy proběhly v oblasti školství a kultury. Cenzura, která za Mikuláše dusila názory, byla značně uvolněna a veřejné mínění našlo svůj hlas. To značně usnadnilo snahu vlády vymýtit korupci, byrokracii a neefektivitu. Univerzity získaly autonomii. Vláda podporovala vzdělání: právě za Alexandrovy vlády se začalo ve velkém měřítku vzdělávat rolnické masy. Ústřední vláda se snažila prostřednictvím zemstev působit na zavedení jednotných učebních osnov pro základní školy.
V oblasti financí Rusko v roce 1866 založilo Státní banku, která postavila národní měnu na pevnější základ. Ministerstvo financí podporovalo rozvoj železnic, což usnadňovalo životně důležitou exportní činnost, ale v zahraničních podnicích bylo opatrné a umírněné. Ministerstvo také v roce 1882 založilo Rolnickou pozemkovou banku, aby umožnilo podnikavým zemědělcům získat více půdy. Ministerstvo vnitra však této politice čelilo tím, že v roce 1885 založilo Šlechtickou pozemkovou banku, která měla zabránit zabavování hypoték.
Reforma vojenské služby (1874) byla poslední ze zásadních reforem za vlády Alexandra II. Prusko-francouzská válka ukázala nutnost vybudování moderní armády. Starý systém dlouhodobé služby (25 let) pro omezený počet rekrutů byl opuštěn jako příliš velká zátěž pro lidi a jako systém neposkytující prakticky žádné rezervy. Nový branný systém, který předpokládal krátkou aktivní službu a následně několik let v záloze, zavedl Dmitrij Miljutin v roce 1874. Byl vypracován na demokratickém základě a povolával k odvodu všechny mladé muže ve věku 21 let bez rozdílu třídy. Výjimka byla udělena pouze mladým mužům, kteří byli jedinými živiteli svých rodin. Armáda se také podílela na výuce četby mnoha rolníků a na průkopnickém lékařském vzdělávání žen.
Alexandrova dalekosáhlá politika však Rusku nepřinesla politický mír. V roce 1881 revolucionáři Alexandra II. zavraždili.
Jeho syn Alexandr III. (r. 1881-1894) zahájil období politických protireforem. Posílil bezpečnostní policii, reorganizoval ji na úřad známý jako Ochrana, udělil jí mimořádné pravomoci a podřídil ji ministerstvu vnitra. Dmitrij Tolstoj, Alexandrův ministr vnitra, zavedl používání zemských hejtmanů, kteří byli šlechtickými dozorci nad okresy, a omezil moc zemstev a dum. Alexandr III. pověřil svého bývalého vychovatele, konzervativce Konstantina Pobědonosceva, funkcí prokurátora Svatého synodu pravoslavné církve a Ivana Děljanova funkcí ministra školství.
Alexandr III. zavedl do praxe nejtvrdší ekonomiku. Civilní seznam carské rodiny byl zredukován a odhady pro armádu, námořnictvo a státní službu byly značně sníženy. To umožnilo zavést řadu finančních reforem, které směřovaly ke zlepšení postavení rolnictva: v roce 1886 byla zrušena volební daň, byl přijat zákon o urychlení právního převodu půdy přidělené rolníkům v roce 1861, platby, které jim za tuto půdu náležely, byly výrazně sníženy, korunní půda byla rolníkům poskytnuta k pronájmu nebo ke koupi za výhodných podmínek a velké rozlohy korunní půdy ve východním Rusku a na Sibiři byly otevřeny pro rolnickou emigraci a přesídlení.
Pracovní zákonodárství bylo poprvé zavedeno v roce 1882 vytvořením inspektorátu továren (měl na starosti předpisy o ochraně zdraví a života), regulací pracovní doby a omezením práce žen a mladistvých.
Alexandrovy finanční reformy připravily půdu pro zavedení zlatého standardu, který byl realizován v prvních letech vlády jeho nástupce (1897). Pokračoval také v politice intenzivní výstavby železnic. Zde bylo největší událostí položení Transsibiřské magistrály v roce 1891.
V průběhu druhé poloviny 19. století se v intelektuálních kruzích objevila frakce tzv. slavjanofilů. Ti byli přesvědčeni, že Petr Veliký udělal chybu, když se snažil zemi modernizovat a pozápadnit, a že spása Ruska spočívá v odmítnutí západních myšlenek. Slovanofilové věřili, že zatímco Západ se znečišťuje vědou, ateismem, materialismem a bohatstvím, oni by se měli vrátit k prosté rolnické společnosti, jejímž středobodem je pravoslavná víra. Vláda tyto myšlenky odmítala, protože cítila potřebu rychlé modernizace.
Z toho vyplývalo, že Rusko, přestože je polyglotním impériem s desítkami národností a jazyků, je všechno, jen ne přátelské k nacionalistickým snahám menšin. Zvláště špatně na tom byli Poláci, protože byli po staletí nepřáteli a protože se v letech 1830 a 1863 vzbouřili. S postupující ruskou industrializací se Polsku dařilo docela dobře, ale jiné oblasti jako Ukrajina zůstávaly zaostalé, což ještě zhoršily neobratné pozemkové reformy Alexandra II. Židé ve vlastním Rusku a na Ukrajině byli vystaveni zlé (a stále se zhoršující) diskriminaci, zejména proto, že byli spojeni buď s Poláky, nebo s revolučními hnutími. Většina z nich byla navíc silně nacionalistická a na problém menšin nedbala. Dokonce i bolševici byli bezradní, dokud se v roce 1917 nedostali k moci.
Přes industrializaci bylo Rusko na začátku první světové války stále v drtivé většině venkovské a zaostalé. Moskva a Petrohrad byla jediná města s významným průmyslem. Vzhledem k tomu, že většina dělníků byla čerstvě vystudovaná a naprosto nevzdělaná, přicházeli hlavní podněty k revoluci od absolventů středních škol frustrovaných neefektivitou ruské společnosti.
Díky tomu se Rusku (za vydatných zahraničních investic a technické pomoci) podařilo do roku 1914 dosáhnout alespoň okleštěné industrializace. Spolu s tím se objevily všechny nešvary, s nimiž se již setkalo na Západě, jako například dětská práce a nebezpečné pracovní podmínky. Ale zatímco Británie, USA, Německo a další země se těchto problémů nakonec dokázaly zbavit, Rusko to mělo kvůli nedostatečné infrastruktuře a (zejména) nedostatku poctivé a vzdělané byrokracie mnohem těžší. V posledních letech 19. století se množily revoluční skupiny nejrůznějšího zaměření, z nichž některé se snažily zcela odmítnout modernitu a vrátit čas zpět do středověku.
.