Tsar Alexander II, der efterfulgte Nikolaj I i 1855, var en mand med et liberalt sindelag, som ikke så andet end at gennemføre forandringer i kølvandet på hærens, økonomiens og regeringens katastrofale præstationer under Krimkrigen. Alexander iværksatte betydelige reformer inden for uddannelse, regeringen, retsvæsenet og militæret.
I 1861 proklamerede han frigørelsen af 20 millioner privat ejede livegne. Lokale kommissioner gennemførte frigørelsen ved at give jord og frihed til de livegne. Den jord, der blev tildelt bønderne, blev købt af ejerne med statens hjælp. Regeringen udstedte obligationer til godsejerne til dette formål og opkrævede afdragsbetalinger fra bønderne med 5% af de samlede omkostninger om året. Regeringen havde forestillet sig, at de 50.000 tidligere godsejere, der ejede ejendomme på over 1,1 km2 , ville trives uden livegne og fortsat ville yde loyal politisk og administrativ ledelse på landet. Regeringen havde også forventet, at bønderne ville producere tilstrækkeligt med afgrøder til eget forbrug og til eksportsalg og dermed bidrage til at finansiere størstedelen af regeringens udgifter, import og udlandsgæld.
Reformerne af den lokale forvaltning fulgte tæt på emancipationen. I 1864 blev det meste af det lokale styre i den europæiske del af Rusland organiseret i provins- og distriktsvalgte selvstyre (zemstvos), som bestod af repræsentanter fra alle klasser og var ansvarlige for lokale skoler, folkesundhed, veje, fængsler, fødevareforsyning og andre anliggender. I 1870 blev der dannet folkevalgte byråd, eller dumaer. Zemstva’erne og dumaerne var domineret af godsejere og blev begrænset af provinsguvernører og politiet, og de hævede skatter og opkrævede arbejdskraft til støtte for deres aktiviteter.
I 1864 gennemførte Alexander II den store retsreform. I de større byer oprettede den domstole med nævninge. Generelt fungerede retssystemet effektivt, men regeringen manglede finanser og kulturel indflydelse til at udvide retssystemet til landsbyerne, hvor den traditionelle bondejustits fortsatte med at fungere med minimal indblanding fra provinsembedsmænd. Det russiske retssystem blev modelleret efter den samtidige franske og tyske lovgivning. Hver sag skulle afgøres på grundlag af dens berettigelse og ikke på grundlag af præcedens. Denne fremgangsmåde har været gældende lige siden.
Andre større reformer fandt sted på uddannelses- og kulturområdet. Censuren, som havde kvalt meningstilkendegivelser under Nikolaj, blev lempet betydeligt, og den offentlige mening fik en stemme. Dette lettede i høj grad regeringens bestræbelser på at udrydde korruption, bureaukrati og ineffektivitet. Universiteterne havde fået autonomi. Regeringen tilskyndede til uddannelse: Det var under Alexanders regeringstid, at uddannelsen af bondemasserne begyndte i stor stil. Centralregeringen forsøgte at handle gennem zemstva for at etablere ensartede læseplaner for folkeskolerne.
På det finansielle område oprettede Rusland statsbanken i 1866, som satte den nationale valuta på et fastere grundlag. Finansministeriet støttede udviklingen af jernbaner, hvilket lettede den vigtige eksportaktivitet, men det var forsigtigt og moderat i sine udenlandske foretagender. Ministeriet oprettede også bøndernes jordbank i 1882 for at give initiativrige landmænd mulighed for at erhverve mere jord. Indenrigsministeriet modvirkede imidlertid denne politik ved at oprette adelens jordbank i 1885 for at forhindre tvangsauktioner af pantebreve.
Reformen af militærtjenesten (1874) var den sidste af de vigtigste reformer i Alexanders II regeringstid. Den fransk-preussiske krig viste nødvendigheden af at opbygge en moderne hær. Det gamle system med langvarig tjeneste (25 år) for et begrænset antal rekrutter blev opgivet, da det var en for tung byrde for folket, og da det praktisk talt ikke gav nogen reserver. Det nye værnepligtssystem, som indebar en kort periode med aktiv tjeneste efterfulgt af flere år i reserven, blev indført af Dmitry Milyutin i 1874. Den var udformet efter demokratiske principper og indkaldte alle unge mænd på 21 år uden skelnen mellem klasserne. Der blev kun givet fritagelse til unge mænd, som var familiens eneste forsørgere. Den gav også hæren en rolle i undervisningen af mange bønder i læsning og i den banebrydende lægeuddannelse for kvinder.
Alexanders vidtrækkende politik bragte dog ikke politisk fred til Rusland. I 1881 myrdede revolutionære oprørere Alexander II.
Hans søn Alexander III (reg. 1881-1894) indledte en periode med politiske modreformer. Han styrkede sikkerhedspolitiet og omorganiserede det til et agentur kendt som Okhrana, gav det ekstraordinære beføjelser og placerede det under indenrigsministeriet. Dmitrij Tolstoj, Alexanders indenrigsminister, indførte brugen af landkaptajner, som var adelige tilsynsførende for distrikter, og han begrænsede zemstvoernes og dumas’ magt. Alexander III udnævnte sin tidligere tutor, den konservative Konstantin Pobedonostsev, til at være prokurator for den ortodokse kirkes hellige synode og Ivan Delyanov til at være undervisningsminister.
Alexander III satte den mest rigide økonomi i værk. Den civile liste over den kejserlige familie blev reduceret, og overslagene for hæren, flåden og den offentlige tjeneste blev skåret betydeligt ned. Dette gjorde det muligt at indføre en række økonomiske reformer, som havde en tendens til at forbedre bøndernes vilkår: afstemningsskatten blev afskaffet i 1886, en lov blev vedtaget for at fremskynde den lovlige overdragelse af den jord, som bønderne havde fået tildelt i 1861, de betalinger, som de skulle betale for denne jord, blev stærkt reduceret, kronjorder blev stillet til rådighed for udlejning eller køb for bønderne på fordelagtige vilkår, og store dele af kronjorden i Østrusland og Sibirien blev åbnet for bøndernes udvandring og genbosættelse.
Arbejdslovgivningen blev første gang indført i 1882 med oprettelsen af fabriksinspektoratet (med ansvar for sundheds- og livredningsregler), regulering af arbejdstiden og begrænsning af kvindelig og ungdomsarbejde.
Alexanders finansielle reformer forberedte vejen for indførelsen af guldstandarden, som blev gennemført i de første år af hans efterfølgers regeringstid (1897). Han fortsatte også en politik med intensivt jernbanebyggeri. Her var den største begivenhed anlæggelsen af den transsibiriske jernbane i 1891.
I anden halvdel af det 19. århundrede opstod der i intellektuelle kredse en fraktion af såkaldte “slavofile”. De var overbevist om, at Peter den Store havde begået en fejl ved at forsøge at modernisere og vestliggøre landet, og at Ruslands redning lå i en afvisning af vestlige ideer. Slavofilerne mente, at mens Vesten forurenede sig selv med videnskab, ateisme, materialisme og rigdom, skulle de vende tilbage til et simpelt bondesamfund med den ortodokse tro som omdrejningspunkt. Regeringen afviste disse ideer, da den følte et behov for hurtig modernisering.
Det fulgte, at Rusland, på trods af at være et polyglot imperium med snesevis af nationaliteter og sprog, var alt andet end venligt indstillet over for mindretallenes nationalistiske aspirationer. Polakker klarede sig særligt dårligt, da de havde været fjender i århundreder, og fordi de havde gjort oprør i 1830 og 1863. Efterhånden som den russiske industrialisering skred frem, klarede Polen sig ganske godt, men andre områder som Ukraine forblev tilbagestående, et problem, der blev forværret af Alexander II’s klodsede jordreformer. Jøder i det egentlige Rusland og Ukraine var udsat for slem (og forværret) diskrimination, især fordi de blev associeret med enten polakker eller med revolutionære bevægelser. De fleste af sidstnævnte var også stærkt nationalistiske og uvidende om minoritetsproblemet. Selv bolsjevikkerne var uvidende, indtil de havde taget magten i 1917.
Trods industrialiseringen var Rusland stadig overvejende landligt og tilbagestående ved starten af Første Verdenskrig. Moskva og Sankt Petersborg var de eneste byer med nogen betydelig industri. Da de fleste arbejdere var friske fra landbruget og helt uuddannede, kom revolutionens vigtigste drivkraft fra akademikere fra middelklassen, der var frustrerede over det russiske samfunds ineffektivitet.
Så lykkedes det Rusland (med store udenlandske investeringer og teknisk bistand) at opnå i det mindste en fernis af industrialisering i 1914. Sammen med dette kom alle de misbrug, som man allerede havde oplevet i Vesten, såsom børnearbejde og usikre arbejdsforhold. Men mens Storbritannien, USA, Tyskland og andre i sidste ende var i stand til at slippe af med disse problemer, var det meget vanskeligere for Rusland på grund af utilstrækkelig infrastruktur og (især) manglen på et ærligt og veluddannet bureaukrati. I de sidste år af det 19. århundrede voksede revolutionære grupper af alle slags, hvoraf nogle søgte at forkaste moderniteten helt og holdent og dreje uret tilbage til middelalderen.