Tsar Alexandre II, qui a succédé à Nicolas Ier en 1855, était un homme de disposition libérale, qui ne voyait pas d’autre alternative que de mettre en œuvre des changements à la suite des performances désastreuses de l’armée, de l’économie et du gouvernement pendant la guerre de Crimée. Alexandre a initié des réformes substantielles dans l’éducation, le gouvernement, le système judiciaire et l’armée.
En 1861, il a proclamé l’émancipation de 20 millions de serfs privés. Des commissions locales ont effectué l’émancipation en donnant des terres et la liberté aux serfs. Les terres attribuées aux paysans sont achetées aux propriétaires avec l’aide de l’État. Le gouvernement a émis des obligations aux propriétaires terriens à cette fin et a perçu des paiements de rachat de la part des paysans au taux de 5% du coût total annuel. Le gouvernement avait prévu que les 50 000 anciens propriétaires terriens qui possédaient des domaines de plus de 1,1 km2 prospéreraient sans serfs et continueraient à fournir un leadership politique et administratif loyal dans les campagnes. Le gouvernement avait également prévu que les paysans produiraient suffisamment de récoltes pour leur propre consommation et pour les ventes à l’exportation, contribuant ainsi à financer la plupart des dépenses du gouvernement, les importations et la dette extérieure.
Les réformes du gouvernement local ont suivi de près l’émancipation. En 1864, la plupart des gouvernements locaux de la partie européenne de la Russie ont été organisés en gouvernements autonomes élus (zemstvos) de province et de district, qui étaient composés de représentants de toutes les classes et étaient responsables des écoles locales, de la santé publique, des routes, des prisons, de l’approvisionnement en nourriture et d’autres préoccupations. En 1870, des conseils municipaux élus, ou duma, ont été créés. Dominés par les propriétaires fonciers et contraints par les gouverneurs provinciaux et la police, la zemstva et la duma levaient des impôts et prélevaient de la main-d’œuvre pour soutenir leurs activités.
En 1864, Alexandre II a mis en œuvre la grande réforme judiciaire. Dans les grandes villes, il établit des tribunaux avec des jurys. En général, le système judiciaire fonctionnait efficacement, mais le gouvernement ne disposait pas des finances et de l’influence culturelle nécessaires pour étendre le système judiciaire aux villages, où la justice paysanne traditionnelle continuait à fonctionner avec une interférence minimale des fonctionnaires provinciaux. Le système judiciaire russe s’inspirait du droit français et allemand contemporain. Chaque affaire devait être jugée sur le fond et non sur des précédents. Cette approche est restée en place depuis.
D’autres réformes majeures ont eu lieu dans les sphères éducatives et culturelles. La censure, qui avait étouffé l’opinion sous Nicolas, a été fortement assouplie, et l’opinion publique a trouvé une voix. Cela a grandement facilité les efforts du gouvernement pour éradiquer la corruption, la bureaucratie et l’inefficacité. Les universités ont gagné en autonomie. Le gouvernement encourageait l’éducation : c’est sous le règne d’Alexandre que l’éducation des masses paysannes a débuté à grande échelle. Le gouvernement central tenta d’agir par l’intermédiaire de la zemstva pour établir des programmes uniformes pour les écoles élémentaires.
Dans la sphère financière, la Russie créa la Banque d’État en 1866, ce qui permit d’asseoir la monnaie nationale sur des bases plus solides. Le ministère des Finances a soutenu le développement des chemins de fer, qui a facilité une activité d’exportation vitale, mais il s’est montré prudent et modéré dans ses entreprises étrangères. Le ministère a également fondé la Banque des terres paysannes en 1882 pour permettre aux agriculteurs entreprenants d’acquérir davantage de terres. Le ministère de l’Intérieur a toutefois contrecarré cette politique en créant la Banque foncière des nobles en 1885 afin de prévenir les saisies d’hypothèques.
La réforme du service militaire (1874) fut la dernière des principales réformes du IIe règne d’Alexandre. La guerre franco-prussienne a démontré la nécessité de construire une armée moderne. L’ancien système de service à long terme (25 ans) pour un nombre limité de recrues est abandonné, car il représente une charge trop lourde pour le peuple et ne fournit pratiquement aucune réserve. Le nouveau système de conscription, qui prévoit un service actif de courte durée suivi de plusieurs années dans la réserve, est introduit par Dmitry Milyutin en 1874. Il était établi sur des bases démocratiques, appelant sous les drapeaux tous les jeunes hommes de 21 ans sans distinction de classe. L’exemption n’était accordée qu’aux jeunes hommes qui étaient le seul soutien de leur famille. Il a également donné à l’armée un rôle dans l’enseignement de la lecture à de nombreux paysans et dans l’éducation médicale pionnière pour les femmes.
La politique de grande envergure d’Alexandre n’a cependant pas apporté la paix politique en Russie. En 1881, des révolutionnaires assassinent Alexandre II.
Son fils Alexandre III (r. 1881-1894) initie une période de contre-réforme politique. Il renforce la police de sécurité, la réorganise en une agence connue sous le nom d’Okhrana, lui donne des pouvoirs extraordinaires et la place sous la tutelle du ministère des Affaires intérieures. Dmitriy Tolstoy, le ministre des affaires intérieures d’Alexandre, a institué l’utilisation de capitaines de terre, qui étaient des surveillants nobles de districts, et il a restreint le pouvoir des zemstvos et des dumas. Alexandre III confia à son ancien tuteur, le conservateur Konstantin Pobedonostsev, le poste de procureur du Saint-Synode de l’Église orthodoxe et à Ivan Delyanov celui de ministre de l’éducation.
Alexandre III mit en pratique l’économie la plus rigide. La liste civile de la famille impériale est réduite, et les estimations pour l’armée, la marine et la fonction publique sont considérablement réduites. Cela permit l’introduction d’une série de réformes financières qui tendirent à améliorer la condition de la paysannerie : l’impôt électoral fut aboli en 1886, une loi fut votée pour accélérer le transfert légal des terres attribuées aux paysans en 1861, les paiements dus par eux pour ces terres furent fortement réduits, les terres de la Couronne furent mises à la disposition des paysans pour être louées ou achetées à des conditions avantageuses, et de grandes étendues de terres de la Couronne en Russie orientale et en Sibérie furent ouvertes à l’émigration et à la réinstallation des paysans.
La législation du travail fut introduite pour la première fois en 1882 avec la création de l’inspection des usines (chargée de la réglementation en matière de santé et de sauvetage), la réglementation des heures de travail et la limitation du travail des femmes et des jeunes.
Les réformes financières d’Alexandre préparèrent la voie à l’introduction de l’étalon-or, qui fut réalisée dans les premières années du règne de son successeur (1897). Il a également poursuivi une politique de construction intensive de chemins de fer. Ici, le plus grand événement fut la pose du Transsibérien en 1891.
Durant la seconde moitié du XIXe siècle, une faction de soi-disant « slavophiles » émergea dans les milieux intellectuels. Ils étaient convaincus que Pierre le Grand avait fait une erreur en essayant de moderniser et d’occidentaliser le pays et que le salut de la Russie résidait dans le rejet des idées occidentales. Les slavophiles pensaient qu’alors que l’Occident se polluait avec la science, l’athéisme, le matérialisme et la richesse, ils devaient revenir à une société paysanne simple centrée sur la foi orthodoxe. Le gouvernement rejetait ces idées car il ressentait le besoin d’une modernisation rapide.
Il s’ensuit que la Russie, bien qu’étant un empire polyglotte avec des dizaines de nationalités et de langues, était tout sauf favorable aux aspirations nationalistes des minorités. Les Polonais étaient particulièrement mal lotis puisqu’ils étaient ennemis depuis des siècles et qu’ils s’étaient révoltés en 1830 et 1863. Au fur et à mesure que l’industrialisation russe progressait, la Pologne s’en sortait plutôt bien, mais d’autres régions comme l’Ukraine restaient arriérées, un problème aggravé par les réformes agraires maladroites d’Alexandre II. Les Juifs de Russie proprement dite et d’Ukraine faisaient l’objet de discriminations graves (et qui allaient s’aggravant), d’autant plus qu’ils étaient associés soit aux Polonais, soit aux mouvements révolutionnaires. La plupart de ces derniers étaient également très nationalistes et inconscients du problème des minorités. Même les bolcheviks n’en savaient rien jusqu’à ce qu’ils prennent le pouvoir en 1917.
Malgré l’industrialisation, la Russie était encore très majoritairement rurale et arriérée au début de la Première Guerre mondiale. Moscou et Saint-Pétersbourg étaient les seules villes possédant une industrie significative. Comme la plupart des travailleurs étaient fraîchement sortis de la ferme et totalement dépourvus d’éducation, le principal élan de la révolution est venu des diplômés des collèges de la classe moyenne, frustrés par l’inefficacité de la société russe.
Ainsi (avec de lourds investissements étrangers et une assistance technique), la Russie a réussi à atteindre au moins un vernis d’industrialisation en 1914. Cela s’accompagne de tous les abus déjà rencontrés en Occident, comme le travail des enfants et les conditions de travail dangereuses. Mais alors que la Grande-Bretagne, les États-Unis, l’Allemagne et d’autres pays sont finalement parvenus à se débarrasser de ces problèmes, la Russie a rencontré beaucoup plus de difficultés en raison d’infrastructures inadéquates et (surtout) de l’absence d’une bureaucratie honnête et éduquée. Au cours des dernières années du 19e siècle, les groupes révolutionnaires de toutes sortes ont proliféré, certains d’entre eux cherchant à rejeter complètement la modernité et à revenir au Moyen Âge.