Русская пословица «Женится — переменится» относительно Петра не исполнилась. Он по-прежнему рвался из дома от матери и от молодой жены. Софья понимала, что ее власть тает, и она решилась на троевластие. В государственных бумагах свое имя Софья стала упоминать вместе с именами обоих братьев.

По мере возмужания Петра росли надежды и его матери Натальи Кирилловны на воцарение сына. Самыми приближенными ее людьми были бояре Лев Кириллович Нарышкин, Андрей Артамонович Матвеев и князь Борис Алексеевич Голицын. Князь Василий Васильевич Голицын и думный дьяк Федор Леонтьевич Шакловитый оставались самыми близкими людьми царевны Софьи.

В 1689 г. Петр открыто стал выступать против Софьи. 8 июля в соборе между Петром и сестрой произошла размолвка. Петр, рассердившись на Софью, уехал из Москвы. 25 июля, когда Петра ждали в Москве по случаю именин старшей царевны Анны Михайловны, 50 стрельцов тайно стояли у Красного крыльца с наказом слушать набат, которым будет дан знак, если над государыней Софьей будет «хитрость чинится». Хитрость не учинилась, но Петр резко высказался по поводу необоснованного награждения Василия Голицына за крымский поход.

В войске единства также не было. За царя Петра выступили пятисотенный стрелецкого полка Ларион Елизарьев, пятидесятники Мельнов и Ульфов. Часть начальствующего состава стрельцов, во главе с Шакловитым, стояла за Софью.

Жители в Москве пришли в ужас, когда узнали, что 8 августа Петр уехал из подмосковного села Преображенского и находится в Троице-Сергиевой лавре. В лавру потянулся военный люд. Петр приказал стрельцам покинуть Москву и идти к нему. Многие из них повиновались, и он выступил перед войском.

Софья решила тоже ехать в лавру, но в селе Воздвиженском (в 10 верстах от лавры), где семь лет назад она велела казнить Ивана Андреевича Хованского, царевну встретил стольник Иван Иванович Бутурлин и от имени великого государя объявил, чтобы Софья приостановила свой путь. Это же решение подтвердил прибывший туда князь Иван Троекуров. В селе Воздвиженском появился отряд вооруженных людей Петра.

Софья поспешно возвратилась в Москву и стала уговаривать стрельцов поддержать ее против брата.

1 сентября Петр потребовал выдачи Федора Шакловитого и старца Сильвестра Медведева (бывшего подъячего Приказа Тайных дел). Софья отказалась. Правительница собрала в Кремле своих близких людей и произнесла перед ними «длинную прекрасную речь». В столице отменили празднование Нового года — царь Иоанн был нездоров, патриарх находился в лавре, Софье было не до праздника. Шакловитый был при правительнице. Голицын вместо решительных действий в этот критический момент вел активную переписку с родственниками.

Петр снова настойчиво повторил свое требование. Стрельцы стали роптать, возмущаться неуступчивостью Софьи. 4 сентября по царскому указу Петра все служилые иноземцы покинули Москву и ушли к лавре. 6 сентября стрельцы потребовали у Софьи, чтобы она выдала им Шакловитого. Царица испугалась и выдала его. Медведев успел скрыться. Все бояре уехали к Петру, с Софьей остался лишь один Василий Голицын.

7 сентября Шакловитого доставили в Троице-Сергиеву лавру. Допросили, пытали, он выдал всех. В тот же день к Петру прибыл Василий Голицын. Его лишили боярства и сослали с женой и детьми. 11 сентября главные сообщники Софьи — начальник Стрелецкого приказа Федор Шакловитый, стрелец Абросим Петров и стрелец Кузьма Чермный — были казнены; пятисотенного Муромцева, полковника Рязанцева и стрельца Лаврентьева били кнутом, отрезали им языки и сослали в Сибирь.

Третий близкий к Софье человек — Сильвестр Медведев — бежал к польской границе, но его схватили и отправили в Троице-Сергиеву лавру, там его расстригли, пытали и казнили.

Петр после всех событий написал письмо своему старшему брату Иоанну, тоже царю, где раскрывал незаконные, по его мнению, действия сестры Софьи. К Софье от Петра прибыл князь Иван Троекуров с приказом отправляться в Новодевичий монастырь. После долгих пререканий Софья вынуждена была подчиниться приказу.

В царствование Софьи, в 1689 г., с Китаем был заключен Нерчинский договор, по которому оба берега по верхнему течению Амура, завоеванные ранее русскими казаками, передавались китайской стороне.

Несмотря на то, что Петр Алексеевич был провозглашен царем еще в 1682 г., реальная власть к нему пришла лишь через 7 лет, после свержения с престола Софьи. Иоанн Алексеевич, по-прежнему, считался царем, хотя выполнять по состоянию здоровья эти функции не мог, и занимал царское место в церемониях. Однако и Петр был еще молод и не способен единолично управлять государством. Тогда кто же правил страной? Когда Петр находился в Троице-Сергиевой лавре, всем ведал князь Борис Голицын (двоюродный брат Василия Голицына). Он был умен, энергичен и смелее всех. Но князь Борис Голицын навлек на себя негодование матери Петра — Натальи Кирилловны, когда «выгораживал» Василия Голицына. Поэтому по приезде Петра из лавры Борис Голицын потерял власть, он возглавил Приказ Казанского дворца. Родственник молодой царицы боярин Петр Лопухин стал во главе Приказа Большого дворца и Дворцового Судного приказа. Стрелецкий приказ был поручен князю Ивану Троекурову.