Tsar Alejandro II, que sucedió a Nicolás I en 1855, era un hombre de talante liberal, que no vio otra alternativa que implementar cambios tras la desastrosa actuación del Ejército, la economía y el gobierno durante la Guerra de Crimea. Alejandro inició reformas sustanciales en la educación, el gobierno, el poder judicial y el ejército.
En 1861 proclamó la emancipación de 20 millones de siervos privados. Las comisiones locales llevaron a cabo la emancipación otorgando tierras y libertad a los siervos. La tierra asignada a los campesinos fue comprada a los propietarios con la ayuda del Estado. El gobierno emitió bonos a los propietarios para este fin y cobró a los campesinos pagos de rescate a razón del 5% del coste total anual. El gobierno había previsto que los 50.000 antiguos terratenientes que poseían fincas de más de 1,1 km2 prosperarían sin siervos y seguirían proporcionando un liderazgo político y administrativo leal en el campo. El gobierno también esperaba que los campesinos produjeran suficientes cosechas para su propio consumo y para las ventas de exportación, ayudando así a financiar la mayor parte de los gastos del gobierno, las importaciones y la deuda externa.
Las reformas del gobierno local siguieron de cerca la emancipación. En 1864 la mayor parte de los gobiernos locales de la parte europea de Rusia se organizaron en autogobiernos provinciales y de distrito elegidos (zemstvos), que estaban formados por representantes de todas las clases y eran responsables de las escuelas locales, la salud pública, las carreteras, las prisiones, el suministro de alimentos y otros asuntos. En 1870 se formaron consejos municipales elegidos, o duma. Dominados por los propietarios y limitados por los gobernadores provinciales y la policía, la zemstva y la duma recaudaban impuestos y cobraban mano de obra para mantener sus actividades.
En 1864 Alejandro II llevó a cabo la gran reforma judicial. En las principales ciudades estableció tribunales con jurado. En general, el sistema judicial funcionaba eficazmente, pero el gobierno carecía de las finanzas y la influencia cultural para extender el sistema judicial a las aldeas, donde la justicia campesina tradicional seguía funcionando con una mínima interferencia de los funcionarios provinciales. El sistema judicial ruso seguía el modelo del derecho francés y alemán contemporáneo. Cada caso debía decidirse por sus méritos y no por los precedentes. Este enfoque se mantuvo desde entonces.
Otras reformas importantes tuvieron lugar en las esferas educativa y cultural. La censura, que había reprimido la opinión bajo el mandato de Nicolás, se relajó en gran medida, y la opinión pública encontró una voz. Esto facilitó en gran medida el esfuerzo del gobierno por erradicar la corrupción, la burocracia y la ineficacia. Las universidades ganaron autonomía. El gobierno fomentó la educación: fue durante el reinado de Alejandro cuando se inició la educación de las masas campesinas a gran escala. El gobierno central intentó actuar a través de la zemstva para establecer planes de estudio uniformes para las escuelas elementales.
En el ámbito financiero, Rusia creó el Banco del Estado en 1866, que dio mayor solidez a la moneda nacional. El Ministerio de Finanzas apoyó el desarrollo de los ferrocarriles, lo que facilitó la vital actividad exportadora, pero fue cauto y moderado en sus aventuras en el extranjero. El ministerio también fundó el Banco de Tierras Campesinas en 1882 para que los agricultores emprendedores pudieran adquirir más tierras. Sin embargo, el Ministerio del Interior contrarrestó esta política con la creación del Banco de Tierras de los Nobles en 1885 para evitar la ejecución de las hipotecas.
La reforma del servicio militar (1874) fue la última de las principales reformas del reinado de Alejandro II. La guerra franco-prusiana demostró la necesidad de construir un ejército moderno. El antiguo sistema de servicio de larga duración (25 años) para un número limitado de reclutas fue abandonado, por ser una carga demasiado pesada para el pueblo y por no proporcionar prácticamente ninguna reserva. El nuevo sistema de reclutamiento, que preveía un corto período de servicio activo seguido de varios años en la reserva, fue introducido por Dmitry Milyutin en 1874. El sistema se basaba en la democracia y llamaba a filas a todos los jóvenes de 21 años, sin distinción de clase. La exención sólo se concedía a los jóvenes que eran el único sostén de sus familias. También dio al ejército un papel en la enseñanza de la lectura a muchos campesinos y en la educación médica pionera para las mujeres.
La política de gran alcance de Alejandro, sin embargo, no trajo la paz política a Rusia. En 1881 los revolucionarios asesinaron a Alejandro II.
Su hijo Alejandro III (r. 1881-1894) inició un periodo de contrarreforma política. Reforzó la policía de seguridad, reorganizándola en una agencia conocida como la Okhrana, la dotó de poderes extraordinarios y la situó bajo el Ministerio del Interior. Dmitriy Tolstoi, ministro del Interior de Alejandro, instituyó el uso de capitanes de tierra, que eran supervisores nobles de los distritos, y restringió el poder de los zemstvos y los dumas. Alejandro III asignó a su antiguo tutor, el conservador Konstantin Pobedonostsev, el cargo de procurador del Santo Sínodo de la Iglesia Ortodoxa y a Ivan Delyanov el de ministro de Educación.
Alejandro III puso en práctica la más rígida economía. La lista civil de la familia imperial se redujo, y los presupuestos para el ejército, la marina y el servicio civil se redujeron considerablemente. Esto permitió la introducción de una serie de reformas financieras que tendían a mejorar la condición del campesinado: el impuesto electoral fue abolido en 1886, se aprobó una ley para acelerar la transferencia legal de las tierras asignadas a los campesinos en 1861, se redujeron en gran medida los pagos adeudados por estas tierras, las tierras de la Corona se pusieron a disposición de los campesinos para su arrendamiento o compra en condiciones ventajosas, y grandes extensiones de tierras de la Corona en el este de Rusia y Siberia se abrieron para la emigración y el reasentamiento de los campesinos.
La legislación laboral se introdujo por primera vez en 1882 con la creación de la inspección de fábricas (encargada de la normativa sanitaria y de salvamento), la regulación de la jornada laboral y la limitación del trabajo femenino y juvenil.
Las reformas financieras de Alejandro prepararon el camino para la introducción del patrón oro, que se llevó a cabo en los primeros años del reinado de su sucesor (1897). También continuó la política de construcción intensiva de ferrocarriles. En este sentido, el mayor acontecimiento fue la construcción del ferrocarril transiberiano en 1891.
Durante la segunda mitad del siglo XIX, surgió en los círculos intelectuales una facción de los llamados «eslavófilos». Estaban convencidos de que Pedro el Grande había cometido un error al intentar modernizar y occidentalizar el país y que la salvación de Rusia residía en el rechazo de las ideas occidentales. Los eslavófilos creían que mientras Occidente se contaminaba con la ciencia, el ateísmo, el materialismo y la riqueza, ellos debían volver a una sociedad sencilla basada en el campesinado y centrada en la fe ortodoxa. El gobierno rechazaba estas ideas, ya que sentía la necesidad de una rápida modernización.
De ello se desprende que Rusia, a pesar de ser un imperio políglota con docenas de nacionalidades e idiomas, era todo menos amigable con las aspiraciones nacionalistas de las minorías. A los polacos les fue especialmente mal, ya que habían sido enemigos durante siglos y porque se habían rebelado en 1830 y 1863. A medida que la industrialización rusa avanzaba, a Polonia le iba bastante bien, pero otras zonas, como Ucrania, seguían estando atrasadas, un problema agravado por las torpes reformas agrarias de Alejandro II. Los judíos de Rusia propiamente dicha y de Ucrania eran objeto de una mala (y cada vez peor) discriminación, sobre todo porque se les asociaba con los polacos o con los movimientos revolucionarios. Además, la mayoría de estos últimos eran muy nacionalistas y se desentendían del problema de las minorías. Incluso los bolcheviques no tuvieron ni idea hasta que tomaron el poder en 1917.
A pesar de la industrialización, Rusia seguía siendo abrumadoramente rural y atrasada al comienzo de la Primera Guerra Mundial. Como la mayoría de los trabajadores eran recién salidos de la granja y carecían totalmente de educación, el principal ímpetu de la revolución provino de los graduados universitarios de clase media frustrados por la ineficacia de la sociedad rusa.
De este modo (con fuertes inversiones extranjeras y asistencia técnica), Rusia logró alcanzar al menos un barniz de industrialización en 1914. Junto con esto vinieron todos los abusos ya encontrados en Occidente, como el trabajo infantil y las condiciones de trabajo inseguras. Pero mientras Gran Bretaña, Estados Unidos, Alemania y otros países lograron librarse de esos problemas, a Rusia le resultó mucho más difícil debido a una infraestructura inadecuada y (especialmente) a la falta de una burocracia honesta y educada. Durante los últimos años del siglo XIX proliferaron grupos revolucionarios de todo tipo, algunos de los cuales pretendían rechazar por completo la modernidad y devolver el reloj a la Edad Media.