Неискушенная в политических интригах царица Наталья вместе со своими бездарными родственниками не сумела взять власть в свои руки и организовать достаточно авторитетное правительство. Срочно вызвали из ссылки боярина Матвеева, на советы которого решила положиться царица. Пока он добирался до столицы из Пустозерска, противники Нарышкиных Милославские и Софья, по меткому выражению историка С. М. Соловьева, «кипятили заговор», используя в качестве вооруженной опоры в борьбе со своими противниками стрелецкое войско. Отметим, что стрельцам были чужды интересы Милославских и Нарышкиных, как, впрочем, тем и другим были чужды интересы стрельцов.
При Алексее Михайловиче стрельцы находились на положении дворцовой гвардии, пользовались рядом существенных привилегий и систематически получали от царя подачки. При его сыне они утратили эти привилегии (освобождение от городских служб, право беспошлинной торговли). Более того, бремя службы увеличивалось, а доходы, получаемые от занятий торговлей и промыслами, которые были существенным подспорьем к их мизерному жалованью, сокращались. Недовольство стрельцов усугублялось полнейшим произволом их командиров. Полковники присваивали себе стрелецкое жалованье, подвергали стрельцов жестокому истязанию за малейшую провинность, широко использовали их для личных услуг. Глухой ропот стрельцов в любой момент мог перерасти в активный протест.
30 апреля 1682 года, то есть через три дня после смерти царя Федора, стрельцы явились во дворец с требованием выдать им на расправу неугодных командиров. Царица Наталья, застигнутая врасплох, удовлетворила ультиматум, 16 командиров стрелецких полков были отстранены от должности и биты кнутом. В дальнейшем Милославским удалось направить гнев стрельцов против своих политических противников. В стрелецких полках пронесся слух, исходивший от Милославских и Софьи, что Нарышкины «извели», то есть умертвили, царевича Ивана. Стрельцам был подброшен список бояр, подлежавших истреблению.
15 мая по зову набата стрелецкие полки с барабанным боем и развернутыми, знаменами двинулась к Кремлю. Уверенные в том, что царевича Ивана нет в живых, стрельцы готовились осуществить план, подсказанный Софьей и Милославскими. Слух, однако, оказался ложным. На крыльцо вышли бояре, духовенство и царица Наталья с братьями Иваном и Петром. Так состоялась первая встреча Петра со стрельцами: внизу бушевала разгневанная толпа, а на крыльце стоял перепуганный и, конечно же, не понимавший значения происходивших событий десятилетний Петр.
Стрельцы, обнаружив, что их обманули, на некоторое время утихомирились, но затем потребовали, на расправу «изменников-бояр». Князя Михаила Юрьевича Долгорукого они сбросили с крыльца на копья своих товарищей. Был убит и боярин Матвеев. Помимо нескольких бояр и думных дьяков, стрельцы изрубили Ивана и Афанасия Кирилловичей Нарышкиных, а их отца Кирилла принудили постричься в монахи. Трупы убитых волокли по земле, приговаривая: «Се боярин Артемон Сергеевич! Се боярин Ромоданавский! Се Долгорукой! Се думной едет, дайте дорогу!»
Казни потрясли малолетнего Петра. Горе обрушилось прежде всего на плечи матери, но в детском сознании события 15-17 мая тоже запечатлелись на всю жизнь.
Опустошив ряды сторонников Нарышкиных, стрельцы потребовали, чтобы царствовали оба брата, а несколько дней спустя дополнили это требование новым — чтобы правление государством при несовершеннолетних царях было вручено царевне Софье.
В итоге майских событий были перебиты Нарышкины, но Софья вместе с Милославскими приобрела лишь призрак власти, ибо хозяевами положения в столице оказались стрельцы во главе с новым руководителем Стрелецкого приказа князем Хованским. Они диктовали Софье свою волю, потребовали, чтобы стрелецкое войско называлось надворной пехотой. В категорической форме они высказали также желание, чтобы на Красной площади в их честь соорудили «столп» (обелиск), на котором были бы перечислены их заслуги во время событий 15-17 мая. Правительница пыталась успокоить стрельцов раздачей денег и обещанием наград, но вскоре убедилась, что те, кто обеспечил ей власть, могут и лишить ее этой власти таким же кровавым способом, каким был совершен переворот 15-17 мая.
Софья стала искать себе опору в широких кругах дворянства. 19 августа она вместе с царями выехала из Москвы в Троице-Сергиев монастырь. Оттуда она обратилась к дворянам с призывом явиться под стены монастыря. Когда дворянское ополчение стало настолько многочисленным, что превратилось в грозную военную силу, Софья вызвала князя Хованского и на пути его в монастырь велела схватить и тут же казнить.
Узнав об этом, стрельцы поначалу решили дать бой собравшимся у монастыря дворянам, но сочли более благоразумным принести повинную. Роли переменились: не стрельцы диктовали волю Софье, а, наоборот, Софья предъявила стрельцам ультимативное требование срыть только что поставленный «столп» на Красной площади и не собираться в казачьи круги.
Началось семилетнее правление Софьи. Главой правительства стал князь Василий Васильевич Голицын, фаворит Софьи, выделявшийся среди современников начитанностью и знанием иностранных языков. Он «был своею персоною изрядной и ума великого и любим от всех» — так отзывался о нем его почитатель. Будучи руководителем Посольского приказа, Голицын в 1686 году заключил вечный мир с Польшей. Договор подтвердил присоединение к России Киева. Это был крупный внешнеполитический успех, которым Софья тут же воспользовалась для укрепления своего положения: с 1687 года в официальных документах наряду с царями стали называть имя Софьи. Впрочем, другие направления внешнеполитической деятельности правительства не только не закрепили престиж царевны, достигнутый вечным миром, но нанесли ему явный урон.
Россия взамен приобретенного Киева обязалась вступить в антитурецкую лигу в составе Польши, Австрии и Венеции и совершить походы против крымских татар. Союзники отводили этим походам вспомогательную роль: русские войска должны были приковать татарскую конницу к русскому театру военных действий и тем самым обезопасить польские и австрийские земли от ее опустошительных набегов. Борьба с крымцами соответствовала и интересам России, южные уезды которой подвергались их разбойным вторжениям.
