С XII в. изображение двуглавого орла распространяется и по Европе. Он становится королевским гербом императоров Германии и Священной Римской империи. Как эмблема двуглавый орёл носил не только светский, но и религиозный характер. В Византии двуглавый орёл был отличительным признаком принадлежности к императорскому двору, и одежда с его изображением свидетельствовала о высшем положении в государстве. Однако гербом в Византии он так и не стал и на императорских печатях никогда не использовался.

В царствование Ивана IV Грозного (1533–1584) Россия покорила Казанское и Астраханское ханства, присоединила Сибирь. Рост могущества русского государства отразился и на его гербе. В 1560-е гг. царь провёл реформу печати. Двуглавый орёл на ней был увенчан одной короной с восьмиконечным православным крестом над ней. На лицевой стороне печати на груди орла был изображён щит с всадником. На другой стороне печати впервые появился орёл с единорогом – личным знаком царя. Единорог являлся символом силы и власти.

Государственный орёл Алексея Михайловича (1645–1676) явился образцом для последующих официальных изображений русского гербового орла. У него были полностью раскрытые и высоко поднятые вверх крылья. Это символизировало собой полное утверждение России как сильного и мощного государства. Его головы были увенчаны тремя царскими коронами, на груди помещён щит с московским гербом, в лапах – скипетр и держава. До появления в лапах орла атрибутов монархической власти его когти были разжаты.

Все последующие русские государи также использовали две эмблемы – всадника и орла – для своих печатей. Они же вошли и в государственный герб. В 1667 г. в России создали новую государственную печать. Она знаменита тем, что её официальное описание было включено в Полное собрание законов. Это было первое постановление российского законодательства о форме и значении государственного герба. В специальном указе царя Алексея Михайловича 1667 г. «О титуле царском и о государственной печати» написано, что «орёл двоеглавный есть герб державный великого государя, царя и великого князя Алексея Михайловича»; три короны «знаменуют» три «великие – Казанское, Астраханское, Сибирское – славные царства». Скипетр и яблоко (держава) «являют» государя, самодержца и обладателя.

Видоизменялся государственный герб России и при Петре I (1682–1725). В 1721 г. Сенат после победного окончания Северной войны со Швецией «поднёс» Петру I императорский титул. Это повлекло за собой появление новых символов власти: на печатях и в гербе появляется императорская корона, устанавливаются и государственные гербовые цвета – чёрный орёл на золотом (жёлтом) фоне (такой орёл стал называться императорским). Кроме изменения цвета орла, на его крыльях впервые стали размещать щиты с гербами «Великих княжеств и Царств». На правом крыле были размещены щиты с гербами (сверху вниз) – Киевским, Новгородским, Астраханским, на левом – Владимирским, Казанским, Сибирским.

В январе 1722 г. была создана Герольдмей-стерская контора. Возглавлял её выходец из Пьемонта граф Франциск Санти. Главными задачами конторы была работа над государственным гербом, создание гербов русским городам, а также всем обер-офицерам, дворянам, иностранцам.

Тогда же фигуры на государственном гербе становятся цветными, а сам герб выглядит следующим образом: «на красном поле изображён святой Георгий, с золотою короною, обращён он налево, он же одет, вооружён и сидит на коне, который убран своею сбруею с седловою приправою с покрышкою и подтянут подпругами, а все то колера серебряного или белого; оной святой Георгий держит копьё в пасти, или во рту, змия чёрного». Эти цвета получил впоследствии герб Москвы. По правилам западноевропейской геральдики живые существа (всадник, зверь) должны быть повёрнуты только в правую (левую для зрителя) геральдическую сторону. Это правило было установлено для того, чтобы всадник или лев, изображённый на щите рыцаря, не казались убегающими от противника.

Таким образом, при Петре I сложился основной комплекс атрибутов герба. После расширения России до Дальнего Востока двуглавый орёл стал символом неделимости европейской и азиатской частей страны. Они объединились под одной императорской короной: одна коронованная голова смотрит на запад, другая – на восток.

В дальнейшем, в течение XVIII в., изменения в атрибутику герба не вносились вплоть до правления Павла I.

Император Павел I (1796–1801) попытался по-своему взглянуть на российский герб. Указом от 5 апреля 1797 г. двуглавый орёл становится неотъемлемой частью герба императорской фамилии. Павел I был ещё и магистром Мальтийского ордена. В 1798 г. орёл в окружении местных эмблем изображался на фоне горностаевой мантии, ниспадающей из-под шлема, увенчанного короной. В августе 1799 г. был издан указ императора об изображении двуглавого орла с мальтийским крестом на груди. На верхнем конце этого креста помещалась корона Великого магистра.

При Павле I впервые появляется Большой российский герб.

По замыслу императора он должен был символизировать собой внутреннее единство и могущество России. Но проект так и не был реализован из-за смерти императора.

Александр I (1801–1825), взойдя на престол, отменил мальтийский крест на государственном гербе. И тут же на двуглавом орле отразилось французское влияние. При Александре I на гербе крылья орла были широко раскинуты в стороны, а перья опущены вниз. Одна голова была наклонена больше, чем другая. Вместо традиционных скипетра и державы в лапах орла появились новые атрибуты: перуны или громовые стрелы, факел, лавровый венок (иногда ветвь), дикторский пучок, перевитый лентами. Такие орлы были характерны для первой четверти XIX в. После присоединения к России герцогства Финляндского вид государственного герба снова меняется. На нём появляется новая эмблема – лев на сабле с мечом в правой передней лапе и новой золотой короной с двумя дугами, украшенными жемчугом и двумя государственными орлами, увенчанной «яблоком» (держава) с алмазным крестом.

В правление Николая I (1825–1855) с 1830 г. гербовой орёл стал окончательно изображаться с поднятыми вверх крыльями. Это стало его неотъемлемым признаком вплоть до 1917 г.

В эпоху Александра I и Николая I двуглавый орёл изображался в стиле ампир, который господствовал в то время в искусстве.

В 1832 г. был утверждён герб с пятью царскими (казанской, астраханской, сибирской, польской, Херсониса Таврического) и одной великокняжеской (финляндской) коронами над гербами на крыльях орла. В конце правления Николая I была задумана новая реформа гербов, но при нём она так и не была проведена.